ก๊าซธรรมชาติ พลังงานทางเลือกใหม่สำหรับรถยนต์
ก๊าซธรรมชาติ เป็นพลังงานทางเลือกใหม่สำหรับรถยนต์ ในปัจจุบันมีก๊าซอยู่ 2 ชนิดคือ ก๊าซ LPG และ ก๊าซ NGV ซึ่งผู้อ่านสามารถศึกษาหาข้อเปรียบเทียบแล้วเลือกที่จะติดตั้งก๊าซ LPGหรือ ก๊าซ NGV ได้จาก Web Site หรือหนังสือที่เกี่ยวกับก๊าซรถยนต์ ที่มีวางจำหน่ายที่ร้านหนังสือ ส่วนในเนื้อหาของ Web นี้จะมีจุดประสงค์ของการไขข้อข้องใจ ตอบปัญหา และช่วยแก้ไขปัญหาต่างๆที่เกิดจากการใช้พลังงานก๊าซ รวมถึงแนะนำวิธีการป้องกันผลเสียเฉพาะที่จะเกิดขึ้นกับเครื่องยนต์ที่ดัดแปลงมาใช้พลังงานก๊าซ LPG และ NGV
1. ก๊าซ Liquefied Petroleum Gas (LPG) คือ อะไร
ก๊าซ (LPG) หรือก๊าซหุงต้ม มีชื่อเป็นทางการว่าก๊าซปิโตรเลี่ยมเหลว liquefied petroleum gas เรียกย่อ ว่า (LPG)
ก๊าซ (LPG) เป็นสารประกอบ ของ โพรเพน และบิวเพน
2. แก๊ส (LPG) มีที่มาอย่างไร
ก๊าซ (LPG) เป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการแยกน้ำมันดิบในโรงกลั่นน้ำมัน หรือ การแยกก๊าซธรรมชาติในโรงแยกก๊าซธรรมชาติ
3. ทำไมถึงมีการนำก๊าซมาใช้ในรถยนต์
มีหลายสาเหตุที่ทำให้มีการนำก๊าซมาใช้ในรถยนต์ คือ
ก. ปริมาณน้ำมันดิบที่เหลือน้อยลง
ข. ปัญหาของโลกที่ร้อนขึ้น สภาวะเรือนกระจกที่เกิดจากสารคาร์บอนมอนออกไซด์ อันเป็นผลมาจากการเผาไหม้ ประกอบกับแนวคิดที่จะอนุรักษ์ธรรมชาติและสิ่งแวดล้อม จึงได้มีการคิดค้นหาพลังงานทดแทนที่ “ถูกและดี” กว่าพลังงานน้ำมัน
ค. และที่สำคัญไปกว่านั้นคือ ในปัจจุบันราคาน้ำมันเบนซินมีราคาที่สูงขึ้น
4. ในประเทศไทยมีการน้ำก๊าซ LPG มาใช้เป็นพลังงานในรถยนต์เมื่อใด
ในประเทศไทยเริ่มต้นใช้ก๊าซ LPG มาใช้เป็นพลังงานในรถยนต์ในปี พ.ศ. 2513 หรือ (36ปี) แต่ได้รับความนิยมอยู่ในกลุ่มรถยนต์สาธารณะ ส่วนปัจจุบันความนิยมที่รถยนต์ส่วนบุคคล ได้เปลี่ยนมาใช้พลังงานก๊าซมากขึ้น เห็นจะเป็นเพราะราคาน้ำมันที่แพงขึ้นอย่างต่อเนื่องนั่นเอง
5. ในอดีต มีปัญหาอะไร ที่การติดตั้งก๊าซไม่เป็นที่นิยมในรถยนต์ส่วนบุคคล
เรื่องของกลิ่นเหม็น เรื่องของสุขภาพของคนในรถ รวมถึงกลัวเรื่องอุบัติเหตุ ทำให้ไม่มีการใช้ ก๊าซ (LPG) และ (NGV) กันอย่างแพร่หลายในระยนต์ส่วนบุคคล
เรื่องของราคาน้ำมันที่มีราคาที่ ต่างไปจากราคาก๊าซ เพียงเล็งน้อย
6. ปัญหาดังกล่าวเกิดจากอะไร
ปัญหาต่างๆเกิดจากการใช้อุปกรณ์ที่ไม่ได้มาตรฐานและเสื่อมคุณภาพ (อุปกรณ์ส่วนใหญ่เป็นของเก่า) รวมถึงยังขาดความชำนาญในการติดตั้ง
ในปัจจุบันมีเทคโนโลยีที่ทันสมัย มีการพัฒนาทั้งอุปกรณ์ ความรู้ และประสบการณ์การติดตั้งที่มากขึ้น จนสามารถติดตั้งก๊าซรถยนต์ได้เป็นอย่างดี
7. ก๊าซธรรมชาติ Natural Gas For Vehicle (NGV) คืออะไร
ก๊าซธรรมชาติเป็นก๊าซเชื้อเพลิงที่มีก๊าซมีเทนเป็นส่วนประกอบหลัก สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในรถยนต์ได้เช่นเดียวกับน้ำมันเบนซินและดีเซล
ก๊าซ NGV คือ ก๊าซธรรมชาติที่ถูกอัดจนมีความดันสูง (มากกว่า 3,000 ปอนด์/ตารางนิ้วม psi) คุณสมบัติพิเศษของก๊าซ NGV คือ มีสัดส่วนของคาร์บอนน้อยกว่าเชื้อเพลิงชนิดอื่น และเป็นก๊าซที่ทำให้การเผาไหม้สมบูรณ์มากกว่าเชื้อเพลิงชนิดเอื่น มีปริมาณไอเสียที่ปล่อยออกจากเครื่องยนต์ ต่ำกว่าเชื้อเพลิงชนิดอื่น และ NGV ยังเป็นเชื้อเพลิงที่สะอาดไม่ก่อให้เกิดควันดำหรือสารพิษที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของประชาชน จึงสามารถลดปัญหามลพิษทางอากาศซึ่งนับวันจะรุ่นแรง มากขึ้น
ก๊าซ (NGV) บางครั้งเรียกก๊าซนี้ว่า (CNG) Compressed Natural Gas หรือก๊าซธรรมชาติอัด
8. ในประเทศไทยมีการน้ำก๊าซ (CNG)มาใช้เป็นพลังงานในรถยนต์เมื่อใด
ในประเทศไทยเริ่มทดลองใช้ก๊าซ CNG มาใช้เป็นพลังงานในรถยนต์ในปี พ.ศ. 2527 โดยใช้ในรถโดยสารของ ขสมก. และสามล้อเครื่องแต่ยังไม่มีความแพร่หลายเนื่องจากไม่คุ้มค่ากับการดัดแปลงเครื่องยนต์ เนื่องจากในปี 2527 น้ำมันยังมีราคาถูกอยู่
9. ก๊าซ (LPG) และ (NGV) เป็นพลังงาน ที่ใช้ในรถยนต์ได้อย่างไร
จริงแล้วน้ำมันเบนซินเป็นของเหลว แต่ในการจุดระเบิดของเครื่องยนต์ น้ำมันจะต้องมีการเปลี่ยนสถานะจากของเหลวเป็นไอเสียก่อนจึงจะผสมกับอากาศเป็นส่วนผสมที่เรียกว่า “ไอดี”
ส่วนการใช้ (LPG) และก๊าซ (NGV) ก๊าซจะถูกดูดเข้าเครื่องยนต์ใสสถานะไอที่ผสมกับอากาศรวมเป็นส่วนผสมที่เรียกว่า “ไอดี” เช่นกัน
ค่าออกเทนของก๊าซ (LPG) มีค่าอยู่ประมาณ 105 RON ก๊าซ (NGV) มีค่าออกเทน 120 RON ก๊าซทั้งสองชนิดมีค่าออกเทนที่ใกลเคียงกับน้ำมันเบนซิน จึงนำมาดัดแปลงใช้กับเครื่องยนต์ที่กำหนดให้ใช้เบนซินออกเทน 91,95 ได้
10. ทำไมเครื่องยนต์ที่ถูกดัดแปลงมาใช้ก๊าซ (LPG) ก๊าซ (NGV) มักจะมีปัญหาเรื่องเสียงดังของวาล์ว บ่าวาล์วทรุด และบ่าวาล์วรั่ว
การเผาไหม้ของก๊าซ (LPG) จะให้ค่าความร้อนสูงประมาณ กว่า 400 °C การเผาไหม้ของก๊าซ (NGV) จะให้ค่าความร้อนสูงประมาณ กว่า 500 °C : ซึ่งสูงกว่าการใช้พลังงานน้ำมันเบนซินถึงกว่า 2 เท่า ความร้อนจะทำให้โลหะชิ้นส่วนของบ่าวาล์วนิ่มและอ่อนตัว ส่งผลให้เกิดการสึกหรอได้อย่างรวดเร็ว
น้ำมันเบนซิน จะมีสารปรุงแต่ง (Additive) จำพวก สารปกป้องบ่าวาล์ว สารหล่อลื่น สารชะล้างต่างๆ เมื่อเกิดการเผาไหม้ ไอของน้ำมันจะเคลือบอยู่ที่ชิ้นส่วนต่างๆ ของบ่าวาล์ว สามารถรับแรงกดแรงกระแทกได้เป็นอย่างดี ส่วนพลังงานก๊าซไม่สามารถปรุงแต่งใดๆ ได้ ไอดีของก๊าซมีลักษณะเป็นไอที่แห้ง ไม่มีสารเคลือบบ่าวาล์ว ทำให้การสึกหรอจากการปิด – เปิดของวาล์ว เกิดขึ้นอย่างรุนแรง
ชิ้นส่วนต่างๆของเครื่องยนต์ ไม่ได้ถูกออกแบบมาให้รองรับค่าความร้อนสูงถึงความร้อนของ ก๊าซ (LPG) และ ก๊าซ (NGV) จึงทำให้เครื่องยนต์ที่ถูกดัดแปลงมาใช้พลังงานก๊าซเกิดการสึกหรออย่างรวดเร็ว
11. เราสามารถใช้น้ำมัน 2T (AUTO LUBE) มาใช้ในการเลี้ยงวาล์วเพื่อป้องกันการสึกหรอของบ่าวาล์วได้หรือไม่
ก่อนอื่นต้องขอชมเชยท่านที่คิดค้นและพยายามนำเอาน้ำมัน 2 T ที่ใช้ในการหล่อลื่นในกระบอกสูบของเครื่องยนต์ 2 จังหวะ โดยท่านได้ทรายถึงปัญหาของบ่าวาล์วและได้มีการแก้ไขโดยใช้วิธีเดียวกับมอเตอร์ไซ และถ้าจะถามว่าใช้ได้ผลหรือไม่ ให้พินิจพิจารณาดูจาก
ก. เครื่องยนต์ที่ใช้ น้ำมัน 2 T เป็นเครื่องยนต์ 2 จังหวะมีรอบกาจจุดระเบิดทุกรอบ แต่เครื่องยนต์ในรถยนต์ เป็นเครื่องยนต์ 4 จังหวะ เครื่องยนต์หมุน 2 รอบแต่มีการจุดระเบิด ให้กำลังงาน 1 รอบ
ข. เครื่องยนต์ 2 จังหวะและ 4 จังหวะ มีการออกแบบวาล์วไอดีและไอเสียที่มีลักษณะที่แตกต่างกัน รวมไปถึงลักษณะของแหวนลูกสูบ กล่าวคือ วาล์วของเครื่องยนต์ 2 จังหวะมักจะมีการออกแบบเป็นลักษณะของช่องพอร์ดโดยใช้ลูกสูบเป็นตัวเปิด-ปิดวาล์วไอดีและไอเสีย
ส่วนเครื่องยนต์ 4 จังหวะจะมีวาล์วไอดีไอเสียเป็นลักษณะของดอกเห็ด อยู่ส่วนบนของกระบอกสูบ เปิดปิดโดยใช้เพลาลูกเบี้ยวเป็นตัวเปิด-ปิด
(ค. การออกแบบน้ำมัน 2T ก็ได้มีการออกแบบให้มีลักษณะและองค์ประกอบของน้ำมันในเรื่องของการเผาไหม้ และการหล่อลื่น ลูกสูบกับกระบอกสูบ และให้ใช้กับเครื่องยนต์ 2 จังหวะที่มีรอบการทำงานที่จัดกว่า เครื่องยนต์ 4 จังหวะ
ง. อย่างไรก็ดีเครื่องยนต์ 2 จังหวะเมื่อมีการใช้ไปสักระยะหนึ่งก็มักจะต้องพบกับปัญหาเรื่องการสะสมเขม่า การอุดตัน หัวเทียนบอด และอื่นๆตามมา
จ. ปัจจุบันมีการพบรถยนต์ที่ดัดแปลงมาใช้ก๊าซพร้อมกับมีการใช้น้ำมัน 2 Tมาเลี้ยงวาล์ว แล้วเกิดความเสียหาย ตั้งแต่อาการบ่าวาล์วรั่ว หัวลูกสูบทะลุหนักไปจนถึงจะต้องมีการผ่าเครื่องมาซ่อมบำรุงกันยกใหญ่ แต่ในขณะเดียวกันก็ยังมีผู้ที่ใช้ 2T เลี้ยงวาล์วแล้วก็ยังบอกว่าไม่มีปัญหาใดๆ
ฉ. ในต่างประเทศที่มีการใช้ก๊าซเป็นพลังงานแทนน้ำมันเบนซิน จะไม่มีการใช้ น้ำมัน 2 T มาเลี้ยงวาล์ว เพราะทราบถึงผลเสียที่จะเกิดขึ้นต่อเครื่องยนต์แล้วไอพิษที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ยังก่อไห้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม ปัจจุบันในรถมอเตอร์ไซดิ์ได้มีการยกเลิกการใช้เครื่องยนต์ 2 จังหวะเพราะตระหนักถึงผลเสียที่เกิดขึ้นต่อสิ่งแวดล้อมนั้นเอง
12. การสตาร์ทเครื่องยนต์ด้วยน้ำมันเบนซินและใช้น้ำมันสักพัก จะสามารถช่วยเลี้ยงวาล์วได้หรือไม่
การสตาร์ทเครื่องยนต์ด้วยน้ำมันเบนซินจะทำให้เครื่องยนต์สตาร์ทติดง่ายการสึกหรอ จะน้อยกว่าการสตาร์ทด้วยก๊าซ ส่วนการใช้น้ำมันเบนซินเลี้ยงวาล์วนั้น ยังไม่เคยมีการทำการทดสอบอย่างเป็นทางการ เป็นเพียงแต่ข้อสันนิฐาน แต่การใช้น้ำมันเบนซินให้บ่อย และนานขึ้นในช่วงก่อนออกรถและก่อนที่จะทำการดับเครื่องยนต์ ก็จะมีส่วนช่วย ให้ไอน้ำมันเบนซินเข้ามาช่วยชะล้างเขม่าหรือขี้เถ้าที่เกิดจากการสันดาปด้วยก๊าซได้
อย่างไรก็ดีทันที่มีได้มีการปรับเปลี่ยนมาใช้ก๊าซแทนน้ำมันเบนซิน ก็มีแนวคิดในเรื่องของ ความร้อนที่เกิดจากการสันดาปด้วยก๊าซที่ให้ความร้อนที่สูงกว่าน้ำมัน ดังนั้นไอน้ำมันเบนซินที่เคลือบไว้ตามส่วนต่างๆของวาล์วก็จะถูกความร้อนของก๊าซเผาไหม้ไปไนเวลาต่อมานั้นเอง จึงพิจารณาได้ว่าการเลี้ยงวาล์วด้วยน้ำมันเบนซินไม่น่าจะได้ผลดีเท่าที่ควร (ในจังหวะอัด ก่อนที่ลูกสูบจะเคลื่อนตัวขึ้นสู่จุดศูนย์ตายบนเพียงเล็กน้อย หัวเทียนจะจุดประกายเผาไหม้ส่วนผสมไอดีให้ลุกไหม้ ทำให้เกิดพลังงานแรงดันสูงประมาณ 30 ถึง 60 บาร์ และให้ ความร้อนสูงสุด 2000 ถึง 2500 องศาเซลเซียส และจะลดลงประมาณ 900 ถึง 800 องศาเซลเซียสเมื่อลูกสูบเคลื่อนตัวลงสู่จุดศูนย์ตายล่าง)
13. ไอของน้ำมันเครื่องมีส่วนช่วยเลี้ยงวาล์วได้หรือไม่
ก่อนอื่นต้องขอถามว่า ไอน้ำมันเครื่องคืออะไร
ไอน้ำมันเครื่องที่เราเห็นคือ ไอเสียที่ตกค้างจากการ เผาไหม้ เชื้อเพลิงที่ถูกเผาไหม้ เป็นแก๊สไอเสีย จะถูกระบายออกจากเครื่องยนต์ผ่านลิ้นไอเสีย จะมีประมาณ 70-80 เปอร์เซ็นต์ ส่วนที่ตกค้างจากการเผาไหม้ประมาณ 20-30 เปอร์เซ็นต์จะเป็น คาร์บอน ซัลเฟอร์ และน้ำ ตกค้างอยู่ในกระบอกสูบ และเมื่อรวมตัวกันจะเกิดเป็นกรดกำมะถัน ทำปฏิกิริยากับน้ำมันเครื่อง จะเกิดแก๊สพิษและโคลนตรงกัดกร่อนชิ้นส่วนต่าง ๆ ของ เครื่องยนต์ และเป็นเหตุให้น้ำมันเครื่องเสื่อมคุณภาพโดยเร็ว ดังนั้นจึงต้องมีการต่อท่อ ระบายแก๊สให้ออกไปจากเครื่องยนต์ โดยนำไอเสียนี้กลับเข้ามาเผาไหม้ใหม่อีกครั้ง เพื่อลดมลภาวะอากาศเป็นพิษ (เป็นกฎข้อบังคับในการกำจัดไอเสียที่เป็นพิษ) และช่วยประหยัดเชื้อเพลิงได้อีกทางหนึ่ง
ดังนั้นจึงตอบได้ว่า วิศวกรได้ออกแบบระบบไอน้ำมันเครื่องโดยไม่ได้มีจุดประสงค์เพื่อนำไอน้ำมันเครื่องมาเลี้ยงวาล์วโดยตรง แต่ดูจากระบบแล้ว ไอของน้ำมันเครื่องก็หน้า จะมีส่วนช่วยในการป้องกันการสึกหรอของวาล์วได้ไม่มากนัก
14. จะมีวิธีป้องกันปัญหาเรื่องเสียงดังของวาล์ว บ่าวาล์วทรุด และบ่าวาล์วรั่วหรือไม่
เครื่องจักรทุกชนิดที่มีการเคลื่อนที่เกิดการเสียดสี เกิดการกระแทก ก็ย่อมเกิดการสึกหรอเป็นธรรมดา แต่สำหรับเครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงก๊าซจะมีการสึกหรอมากขึ้นกว่าปกติ ก็เนื่องมาจากความร้อนที่เกิดขึ้นมากกว่านั้นเอง ดังนั้นวิธีการแก้ปัญหาให้หมดไปนั้นจึงไม่สามารถทำได้ แต่หากจะทำให้ปัญหาดังกล่าวลดลงไปได้บ้างก็พอจะมีวิธีแนะนำอยู่บ้างเช่น
อัตราการสึกหรอของบ่าวาล์วจะลดลงได้ถ้าหากใช้ความเร็วต่ำ
ไม่ขับขี่รถยนต์ในเวลาที่มีอากาศร้อนจัดเป็นระยะทางไกล โดยไม่มีการพัก มีการใช้รถอย่างต่อเนื่องแต่ไม่ควรเกิน 1 – 2 ชั่วโมง
ควรสลับมาใช้น้ำมันเบนซินในสัดส่วน 1 ต่อ 10 ของการใช้งานจริง
ดูแลเรื่องระบบระบายความร้อน ระบบหล่อเย็นด้วยน้ำ และพัดลมให้อยู่ในสภาพที่ดี ไม่อุดตัน และควรใช้ผลิตภัณฑ์จำพวกน้ำยาหม้อน้ำควบคู่ไปด้วย
ควรใช้น้ำมันเครื่องที่มีเบอร์ความหนืด (SAE) ที่สูงขึ้น
ในส่วนของน้ำมันที่ใช้สำหรับเลี้ยงวาล์ว ควรเลือกใช้น้ำมันที่มีคุณสมบัติในการใช้งานโดยเฉพาะ ซึ่งผู้ผลิตได้มีการศึกษาถึงคุณสมบัติที่ใช้งานโดยเฉพาะ ก็จะแก้ปัญหาของการสึกหรอของบ่าวาล์วได้โดยตรงแล้ว จะไม่ก่อให้เกิดผลเสียต่อเครื่องยนต์ และสิ่งแวดล้อม ไม่ควรใช้น้ำมันอื่นๆมาทดแทนโดยปราศจากความเข้าใจในผลิตภัณฑ์นั้นๆ เพราะนอกจากจะไม่ก่อให้เกิดผลดีแล้วยังจะส่งผลเสียให้กับเครื่องยนต์ตามมาอีกด้วย
