مخزن سی ان جی چیست؟ | انواع مخزن سی ان جی را بشناسید
مخزن سی ان جی یا سیلندر سی ان جی خودرو یکی از اجزای اصلی سیستم سوخت‌رسانی گازی است که سوخت گاز در آن ذخیره می‌گردد. معمولاً به‌منظور افزایش قابلیت ذخیره‌سازی بیشتر، سوخت گاز به‌صورت فشرده نگهداری می‌شود. در این مخازن، این فشار تا بیش از 200 بار (واحد فشار) نیز افزایش می‌یابد.
تعداد مخازن استفاده‌شده در خودروها، حجم و طراحی ابعاد آن‌ها به عواملی مانند نوع خودرو، توان موتور و فضای در نظر گرفته‌شده برای مخازن بستگی دارد. مخازن سی ان جی معمولاً به شکل کپسول‌های استوانه‌ای یا عدسی‌های کروی طراحی می‌شوند.
تقسیم‌بندی مخازن CNG ازنظر جنس مواد تشکیل‌دهنده
به‌طورکلی مخازن گاز طبیعی فشرده مورداستفاده در خودرو را می‌توان به چهار دسته تقسیم کرد:
مخازن نوع اول، مخازن تمام فلزی (CNG-1)
این مخازن با استفاده از سه روش (استفاده از لوله، ورق صفحه‌ای، شمشال) و روش‌های خاص شکل‌دهی، به صورت یکپارچه و بدون درز و جوش، از فولاد کروم – مولیبدن، یا فولاد کربن – منگنز ساخته می‌شوند. در مقایسه با انواع دیگر مخازن دارای وزن بیشتر و قیمت پایین‌تری می‌باشند. این مخازن به ازای هر لیتر ظرفیت آبی از 90/0 الی 3/1 کیلوگرم وزن دارند.
مخازن نوع دوم، مخازن نیمه کامپوزیت یا کمرپیچ (CNG-2)
این نوع مخزن دارای یک لایه آستری از جنس فولاد یا آلومینیوم بدون درز است که قسمت استوانه‌ای این آستری، توسط الیاف شیشه، آرامید، کربن یا مخلوطی از آن‌ها که آغشته به رزین است (کامپوزیت) به‌صورت محیطی تقویت شده است.
استفاده از این ساختار کامپوزیتی، باعث کاهش ضخامت قسمت استوانه‌ای می‌شود، درنتیجه وزن مخزن نسبت به نوع اول کاهش می‌یابد. این مخازن به ازای هر لیتر ظرفیت آبی از 60/0 الی 85/0 کیلوگرم وزن دارند.
مخازن نوع سوم (CNG-3)
این مخازن دارای یک لایه آستری عمدتاً از جنس آلومینیوم بدون درز بوده و در تمام این لایه داخلی مواد کامپوزیتی در راستای محیطی و محوری تقویت شده است. این ساختار کامپوزیتی که به مخزن داده می‌شود، این امکان را به وجود می‌آورد که بتوان از ضخامت قسمت فلزی کاست و درنتیجه مخزن سبک‌تری را نسبت به مخازن نوع اول و دوم به دست آورد. علاوه بر این، قابلیت تحمل فشار نیز نسبت به انواع قبلی افزایش می‌یابد. این مخازن به ازای هر لیتر ظرفیت آبی 3/0 الی 4/0 کیلوگرم وزن دارند.
مخازن نوع چهارم، مخازن تمام کامپوزیت (CNG-4)
این مخازن بسیار شبیه مخازن نوع سوم هستند و تنها ازلحاظ نوع و جنس آسترها تفاوت دارند. آستر این نوع مخازن از جنس پلیمر بدون درز است که تمام سطح آن توسط مواد کامپوزیتی در جهات شعاعی و محوری تقویت شده است. این ساختار تمام کامپوزیت از سبک‌ترین انواع مخازن سی ان جی است، به‌طوری‌که حتی با سیستم سوخت بنزینی قابل مقایسه هستند. محل نصب شیر و پورت‌های خروجی از جنس آلومینیوم است که با روش خاصی به لایه داخلی متصل می‌شود.
به دلیل اختلاف ضریب انبساطی حجمی آلومینیوم و مواد پلیمری، در اثر تغییرات دمایی و فشار داخل مخزن، ممکن است این دو ماده از هم جدا شوند و مخزن دچار نشتی گردد. ایمن‌سازی مخزن در برابر این پدیده یکی از پیچیدگی‌های ساخت این مخازن است. این مخازن به ازای هر لیتر ظرفیت آبی 3/0 الی 5/0 کیلوگرم وزن دارد و سازندگان این نوع مخازن در دنیا بسیار محدودند.
اشکال عمده این مخازن ایجاد نشتی به مرور زمان از محل نافی فلزی و آستر پلیمری است که وظیفه ارتباط ورود و خروج گاز را بین مخزن و قطعات خارجی مخزن به عهده دارد. هم‌چنین به علت عدم انتقال حرارت مناسب آستری پلاستیکی، حین سوخت‌گیری سریع در این مخازن افزایش دمای نسبتاً بیشتری ایجاد می‌شود. ازجمله مزایای این نوع مخازن می‌توان به سیکل عمر طولانی و احتمال کم بودن ترکیدگی در حوادث اشاره کرد.
مقایسه وزن و جنس 4 نوع مخزن CNG
ممکن است این سؤال پیش بیاید که چرا مخازن نوع 4 با آن‌که از فن‌آوری ساخت پیشرفته‌تری دارند از مخازن نوع 3 سنگین‌تر هستند؟ در جواب می‌توان گفت که اگر چه مخزن نوع 4 سنگین‌تر است ولی به دلیل تکنولوژی بالاتر، عمر بیشتری نیز دارد، که باتوجه به اختلاف وزن ناچیز با مخزن نوع 3، یک نقطه قوت محسوب می‌شود.