การใช้ก๊าซธรรมชาติสำหรับยานยนต์ (NGV)

Natural Gas for Vehicles (NGV) คือก๊าซธรรมชาติที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์ โดยก๊าซ NGV นี้ มีส่วนประกอบหลักคือ ก๊าซมีเทนที่มีคุณสมบัติเบากว่าอากาศ ส่วนใหญ่จะมีการใช้อยู่ในสภาพเป็นก๊าซที่ถูกอัดจนมีความดันสูง (ประมาณ 3,000 ปอนด์ ต่อตารางนิ้ว) เก็บไว้ในถังที่มีความแข็งแรงทนทานสูงเป็นพิเศษ เช่น เหล็กกล้า บางครั้งเรียกก๊าซนี้ว่า CNG (ซี เอ็น จี) ซึ่งย่อมาจากCompressed Natural Gas หรือก๊าซธรรมชาติอัด การใช้ก๊าซธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานยนต์ มีข้อดีคือ เกิดการเผาไหม้สมบูรณ์ให้มลพิษต่ำ โดยเฉพาะปริมาณฝุ่นละออง (Particulate) และควันดำ

รูปแบบการใช้ NGV กับรถยนต์

1. ทดแทนการใช้น้ำมันเบนซิน :

 

1.1 รถยนต์ใช้ก๊าซ NGV เป็นเชื้อเพลิงอย่างเดียว (Dedicated NGV)ส่วนใหญ่ผลิตจากโรงงานโดยตรง ใช้เครื่องยนต์ที่ออกแบบและพัฒนาขึ้นสำหรับใช้ก๊าซธรรมชาติโดยเฉพาะ

1.2 รถยนต์ใช้ก๊าซ NGV ระบบเชื้อเพลิงทวิ (Bi-Fuel System) ซึ่งเป็นระบบที่สามารถเลือกใช้น้ำมันเบนซิน หรือใช้ NGV เป็นเชื้อเพลิงได้ โดยเพียงแต่ปรับสวิตช์เลือกใช้เชื้อเพลิงเท่านั้น ระบบนี้มีทั้งผลิตจากโรงงานโดยตรง หรือนำรถยนต์เบนซินเดิมมาติดตั้งอุปกรณ์ใช้ NGV เพิ่มเติม ซึ่งแบ่งได้ 2 ระบบ คือ

1.2.1 ระบบดูดก๊าซ (Fumigation System)

ซึ่งจะมีอุปกรณ์ผสมก๊าซกับอากาศ (Gas Mixer) ทำหน้าที่ผสมอากาศที่เครื่องยนต์ดูดเข้าไปกับก๊าซ NGV ในอัตราส่วนที่เหมาะสมกับการเผาไหม้ ก่อนที่จะจ่ายเข้าเครื่องยนต์ ระบบนี้ใช้กับเครื่องยนต์ที่จ่ายน้ำมันเบนซินด้วยคาร์บูเรเตอร์และหัวฉีด อุปกรณ์หลัก ๆ ประกอบด้วย

1.2.1.1 ถังก๊าซ

ซึ่งต้องรับความดันก๊าซโดยปกติสูงถึง 200 บาร์หรือ 3,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว จึงต้องมีความแข็งแรง ถังก๊าซอาจจะทำด้วยเหล็กหรืออลูมิเนียมหรือเรซิ่นเสริมใยสังเคราะห์ก็ได้ ขนาดถังที่ติดตั้งกับรถยนต์ส่วนบุคคลและรถแท็กซี่ขณะนี้ ส่วนใหญ่เป็นถังเหล็ก ขนาดความจุประมาณ 70 ลิตร (น้ำ) มีน้ำหนักประมาณ 63 กก.เมื่อรวมกับน้ำหนักก๊าซ NGV ที่บรรจุเต็มถังอีกประมาณ 15 กก. จะมีน้ำหนักรวมประมาณ 78 กก. ติดตั้งอยู่ในกระโปรงหลังรถซึ่งจะทำให้มีที่พื้นที่เก็บของน้อยลงไป

1.2.1.2 เต้ารับเติมก๊าซ

ทำหน้าที่รับก๊าซไปบรรจุในถังก๊าซที่ติดตั้งในกระโปรงหลังรถ

1.2.1.3 หม้อต้ม

หรืออุปกรณ์ปรับความดันก๊าซ (Pressure Regulator) เป็นอุปกรณ์ที่จะลดความดันก๊าซจากถังก๊าซให้อยู่ในระดับที่จะใช้งานในเครื่องยนต์ เนื่องจากเมื่อลดความดันก๊าซแล้ว ก๊าซจะเย็นลงจนอาจจะทำให้เกิดน้ำแข็งเกาะหม้อต้มหรืออุดตันทางไหลของก๊าซได้ จึงต้องใช้น้ำที่ระบายความร้อนจากเครื่องยนต์มาอุ่น คนทั่วไปจึงเรียกอุปกรณ์ลดความดันนี้ว่า หม้อต้ม

1.2.1.4 อุปกรณ์ปรับเวลาการจุดระเบิดของเครื่องยนต์ (Timing Advancer)

ทำหน้าที่ปรับจังหวะการจุดระเบิดของหัวเทียนให้เหมาะกับการเผาไหม้ก๊าซ (กรณีที่ใช้ก๊าซจะปรับให้หัวเทียนจุดระเบิดเร็วขึ้นเนื่องจากต้องการเวลาในการเผาไหม้นานกว่าน้ำมันเบนซิน)

1.2.1.5 สวิทช์เลือกชนิดเชื้อเพลิง

ทำหน้าที่ตัด / ต่อระบบควบคุมแต่ละเชื้อเพลิงที่ต้องการใช้

ระบบดูดก๊าซนี้ ยังสามารถแบ่งระบบควบคุมการจ่ายก๊าซได้เป็น 2 แบบ ได้แก่ แบบวงจรเปิด (OpenLoop) และแบบวงจรปิด (Close Loop)

 

ก. แบบวงจรเปิด

1.2.2 ระบบฉีดก๊าซ (Multi Point Injection System, MPI)

ประกอบด้วยชุดอุปกรณ์หลักๆ ดังนี้การใช้ก๊าซธรรมชาติสำหรับยานยนต์ (NGV)Page 3 of 8

ชุดควบคุมอิเล็คทรอนิคส์ (Electronic Control Unit) อุปกรณ์ปรับความดันก๊าซ (Pressure Regulator)อุปกรณ์ปรับเวลาการ

จุดระเบิดของเครื่องยนต์ (Timing Advancer) สวิตซ์เลือกชนิดเชื้อเพลิง ถังบรรจุก๊าซ (CNG Cylinder)ชุดจ่ายก๊าซ

(Gas Distributor)ตัวตรวจวัดออกซิเจน(Oxygen Sensor) และตัวตรวจวัดตำแหน่งของปีกผีเสื้อ (ThrottlePosition Sensor)

ระบบนี้มีการจ่ายเชื้อเพลิงก๊าซด้วยหัวฉีดที่ท่อไอดีของแต่ละสูบโดยเฉพาะ และควบคุมส่วนผสมแบบใช้อากาศพอดี สำหรับการเผาไหม (Lambda =1) แบบวงจรปิด (Close Loop) ซึ่งจะจ่ายก๊าซให้พอดีกับอากาศ โดยชุดควบคุมอิเลคทรอนิคส์รับสัญญาณมาจากตัวตรวจวัดออกซิเจน (วัดปริมาณออกซิเจนที่เหลือจาการเผาไหม้ในท่อไอเสีย) ตัวตรวจวัดตำแหน่งของปีกผีเสื้อและตัวตรวจวัดอื่นๆทำการประมวลผลควบคุมการเปิด-ปิดของหัวฉีดก๊าซปล่อยก๊าซออกไป ที่ท่อไอดีแต่ละสูบให้เหมาะสมกับปริมาณ

อากาศทุกสภาวะการทำงานของเครื่องยนต์ และเกิดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ ระบบนี้ใข้กับเครื่องยนต์ที่จ่ายน้ำมันเบนซินด้วยหัวฉีด(EFI)ค่าอุปกรณ์และการติดตั้ง ประมาณ 52,000 – 65,000 บาท (ถังก๊าซฯ ขนาด 70 ลิตร)ภาพที่ 4 แสดงระบบเชื้อเพลิงทวิระบบฉีดก๊าซ (MPI) แบบ Close Loopหมายเหตุ ระบบดูดอากาศ (Fumigation System) สามารถใช้กับเครื่องยนต์จ่ายน้ำมัน

เบนซินด้วยหัวฉีด (EFI) ได้ ซึ่งจะทำให้มีค่าใช้จ่ายถูกลง แต่สมรรถนะของเครื่องยนต์จะลดลง นอกจากนี้อาจเกิดปัญหาการเผาไหม้ย้อนกลับ (Back Fire) ซึ่งอาจเกิดความเสียหายได้กับท่อร่วมไอดีที่ทำมาจากพลาสติกหรือไฟเบอร์และไส้กรองอากาศ ทั้งนี้เครื่องยนต์รุ่นใหม่ๆ จะมีขนาดท่อร่วมไอดีใหญ่ขึ้นทำให้ความเร็วของอากาศที่ผสมกับก๊าซเข้าห้องเผาไหม้ช้าลง เมื่อเกิดประกายไฟจากหัวเทียนหรือ ในห้องเผาไหม้ จึงมีโอกาสเกิดการเผาไหม้ย้อนกลับได้ ทั้งนี้อาจป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้น โดยเปลี่ยนท่อร่วมไอดีเป็นชนิดเหล็กหล่อ (Cast Iron) แทน หรืออุปกรณ์ระบายความดันที่เกิดจากการเผาไหม้ย้อนกลับนี้

1.3 การดูแลรักษาและซ่อมบำรุง

โดยทั่วไปจะต้องมีการดูแลรักษาและซ่อมบำรุงระบบจ่ายก๊าซ NGV เพิ่มเติมจาก

รถยนต์ใช้น้ำมันเบนซินปกติ คือ

1.3.1 ตรวจเช็ครอยรั่วของท่อก๊าซ NGV ทุกเดือน โดยการใช้ฟองสบู่หรือเครื่องตรวจวัดก๊าซรั่ว

1.3.2 ตรวจเช็คและทำความสะอาดไส้กรองอากาศทุก 5,000 กม. ซึ่งบ่อยกว่าถ้าใช้น้ำมันเบนซินเพียงอย่างเดียว

1.3.3 ตรวจเช็คน็อต สกรูที่ยึดถังก๊าซทุกเดือน

1.3.4 ควรตรวจเช็ค และตั้งบ่าวาล์วไอเสียทุกระยะทางใช้งาน 40,000 – 60,000กม.(บ่อยกว่าการใช้น้ำมันเบนซิน) ทั้งนี้บ่าวาล์วไอเสียของเครื่องยนต์ใช้ก๊าซ NGV และก๊าซหุงต้มมีโอกาสจะสึกหรอเร็วกว่าการใช้น้ำมันเบนซิน จึงแนะนำให้ใช้น้ำมัน

เบนซินสลับกับการใช้ก๊าซ NGVบ้างเพื่อให้น้ำมันเบนซินไปเคลือบบ่าวาล์วทำให้บ่าวาล์วมีอายุการใช้งานนานขึ้น

2. ทดแทนการใช้ดีเซล

ภาพที่ 1 แสดงรถยนต์ใช้ NGV ระบบเชื้อเพลิงทวิ

 

 

2.1 รถยนต์ใช้ก๊าซ NGV

 

เป็นเชื้อเพลิงอย่างเดียว (Dedicated NGV) ส่วนใหญ่ผลิตจากโรงงานโดยตรง หรือปรับเปลี่ยนจากเครื่องยนต์ดีเซลเดิม

2.2 รถยนต์ใช้ NGV ระบบเชื้อเพลิงร่วม (Dual Fuel System, DDF)

ซึ่งเป็นระบบ ที่ใช้ก๊าซธรรมชาติร่วมกับน้ำมันดีเซล หรือใช้น้ำมันดีเซลอย่างเดียว อัตราส่วนก๊าซธรรมชาติต่อน้ำมันดีเซลจะขึ้นอยู่กับเครื่องยนต์นั้นๆประสิทธิภาพของอุปกรณ์ก๊าซ และคุณภาพของก๊าซที่ใช้ โดยทั่วไป สามารถใช้อัตราส่วนก๊าซธรรมชาติต่อน้ำมันดีเซลได้ร้อยละ30 ถึง 70 ระบบนี้สามารถเลือกใช้น้ำมันดีเซลอย่างเดียวหรือใช้เชื้อเพลิงร่วมก็ได้ โดยการปรับสวิตช์เลือกใช้เชื้อเพลิงเท่านั้นแบ่งเป็น 2 แบบ คือ

 

 

2.2.1 แบบดูดก๊าซ (Fumigation) ที่มีระบบควบคุมแบบธรรมดาหรือ Mechanic Controlมีหลักการทำงานคือ ก๊าซธรรมชาติความดันสูงจากถังบรรจุไหลผ่านมายังอุปกรณ์ลดความดันจ่ายก๊าซไปผสมกับอากาศที่บริเวณท่อร่วมไอดี โดยใช้อุปกรณ์ผสมก๊าซกับอากาศ (Gas Mixer) และผ่านเข้าห้องเผาไหม้ปริมาณการจ่ายก๊าซจะขึ้นอยู่กับการปรับตั้งสกรูปรับก๊าซ ขณะเดียวกันก็จ่ายน้ำมันดีเซลเข้าห้องเผาไหม้เพื่อจุดระเบิดนำการเผาไหม้ของก๊าซธรรมชาติจากผลการทดสอบในภาคสนามของรถยนต์ดีเซลขนาดเล็ก (Light Duty Diesel) ที่ติดตั้งอุปกรณ์ชนิดนี้ซึ่งใช้ก๊าซธรรมชาติในประเทศไทย โดยเฉลี่ยจะให้อัตราส่วนก๊าซธรรมชาติต่อน้ำมันดีเซล เท่ากับ50 : 50สามารถจะหยัดค่าใช้จ่ายประมาณร้อยละ 25-30 และช่วยลดปริมาณควันดำลงด้วย

 

หมายเหตุ

อุปกรณ์ชนิดนี้ผู้ติดตั้งบางรายอาจมีการปรับแต่งปั๊มเพื่อลดการจ่ายน้ำมันดีเซลลง2.2.2 แบบดูดก๊าซ (Fumigation) ที่มีระบบควบคุมแบบวงจรปิด โดยใช้โปรแกรมคอมพิวเตอร์ควบคุมการจ่ายก๊าซและน้ำมันดีเซล โดยใช้อุปกรณ์ควบคุมอิเลคทรอนิคส์ (Electronic Control Unit)หลักการทำงานคล้ายๆ กับแบบธรรมดา แต่จะสามารถป้อนโปรแกรมคอมพิวเตอร์ไปควบคุมการจ่ายก๊าซให้เหมาะสมกับปริมาณอากาศที่เข้าห้องเผาไหม้และปรับการจ่ายน้ำมันดีเซลที่ปั๊มเพื่อให้อัตราส่วนก๊าซธรรมชาติต่อน้ำมันดีเซลเหมาะสมสำหรับการเผาไหม้ที่สภาวะการทำงานต่างๆของเครื่องยนต์ ทั้งนี้ประสิทธิภาพการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงร่วมจะขึ้นอยู่กับการออกแบบโปรมแกรมควบคุมและการปรับตั้งอัตราส่วนผสมก๊าซธรรมชาติและน้ำมันดีเซล ระบบนี้จะสามารถหยัดค่าใช้จ่ายและช่วยลดปริมาณควันดำลง เช่นกันค่าติดตั้งอุปกรณ์ระบบเชื้อเพลิงร่วม (Fumigation) มีราคาระหว่าง 30,000–45,000 บาท(อุปกรณ์อาจมีราคาสูงกว่านี้หากมีระบบควบคุม เพื่อให้ก๊าซฯ ทดแทนน้ำมันดีเซลในปริมาณสูงโดยที่ไม่ทำให้เครื่องยนต์เสียหาย)ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับการออกแบบอุปกรณ์ผสมก๊าซกับอากาศ หลักการจ่ายเชื้อเพลิงและอุปกรณ์ควบคุมการจ่ายเชื้อเพลิง  

 

 

3.1 รถทดสอบ ISUZU DMAX 2500 Turbo หมายเลขทะเบียน ศณ 6374

- วันที่ทดสอบ 20 มิถุนายน 2548

- เส้นทางทดสอบ ปตท. วังน้อย – ในเมืองสระบุรี

- ระยะทางวิ่งทดสอบ ประมาณ 90 กม.

- ความเร็วเฉลี่ย 90 กม./ชม.

- กรณีดีเซลอย่างเดียว : 6.5 ลิตร เป็นเงินทั้งสิ้น 131.24 บาท

- ระบบเชื้อเพลิงร่วม (Dual Fuel) เป็นเงินทั้งสิ้น 89.81 บาท

> ใช้น้ำมันดีเซล 3 ลิตร เป็นเงิน 60.57 บาท

> ใช้ NGV 3.44 ก.ก. เป็นเงิน 29.24 บาท

- ประหยัดได้ประมาณร้อยละ 31 (41.43 บาท ต่อ 90 กม.)

 

 

3.2 รถทดสอบ TOYOTA Sport Rider

 

 

 

 

4.2 การปรับแต่งการจ่ายเชื้อเพลิงจะต้องดำเนินการโดยผู้ที่มีความรู้ความชำนาญของระบบนั้นๆ

การปรับแต่งที่ผิดพลาดอาจเป็นสาเหตุให้เครื่องยนต์เกิดความเสียหายได้

4.3 ผู้ใช้รถยนต์ที่ใช้ NGV ควรสังเกตสิ่งผิดปกติของเครื่องยนต์ เช่น มีเสียงดังผิดปกติ เครื่องยนต์สั่นอย่างไม่ปกติ

หากพบอาการดังกล่าว ควรรีบนำรถยนต์ไปให้ผู้ที่มีความรู้ความชำนาญในระบบนั้นๆ ทำการตรวจสอบแก้ไข

4.4 ประชาชนที่เข้าร่วมโครงการควรมีรถยนต์วิ่งใช้งานระยะทางอย่างน้อยวันละ 50 กม. ทั้งนี้ถ้าระยะทางน้อยจะใช้เวลาคืนทุนนานขึ้น

4.5 ประชาชนที่เข้าร่วมโครงการควรมีรถยนต์วิ่งใช้งานในเส้นทางใกล้สถานีบริการก๊าซ

ธรรมชาติ ซึ่งปัจจุบัน เปิดบริการแล้ว 34 สถานี และคาดว่าจะแล้วเสร็จภายในปี 2548 อีก 23

สถานี (รายละเอียดตามเอกสารแนบ)

5. ประโยชน์ที่ได้รับจากการใช้ก๊าซธรรมชาติในภาคการขนส่ง

5.1 ช่วยลดปริมาณมลพิษที่ปล่อยมาจากไอเสียรถยนต์ โดยเฉพาะปริมาณควันดำ ซึ่ง

จะช่วยแก้ปัญหาปริมาณควันดำสูง

ในเขตกรุงเทพฯ และปริมณฑล

5.2 ช่วยประเทศไทยลดการพึ่งพาการนำเข้าน้ำมันดิบจากต่างประเทศ ซึ่งจะช่วยลดการขาดดุล

ทางการค้าได้ส่วนหนึ่ง

5.3 สร้างมูลค่าเพิ่มให้กับการใช้ก๊าซธรรมชาติ

5.4 ให้ประชาชนได้ใช้ประโยชน์จากการใช้ก๊าซธรรมชาติโดยตรง

5.5สร้างธุรกิจใหม่ให้กับประเทศไทย

รูปแบบการใช้NGVกับรถยนต์ | การติดตั้งอุปกรณ์สำหรับใช้ก๊าซNGV | เปรียบเทียบระบบรถที่

ใช้NGVและระยะเวลาคืนทุน

3. ผลการทดสอบรถกระบะใช้ระบบเชื้อเพลิงร่วม (Dual Fuel)

การใช้ก๊าซธรรมชาติสำหรับยานยนต์ (NGV)

[gfgfdg]

ทำไม ขุดใน ปท ไทย ทำไม แพงจัง