バイフューエル車
2種類の燃料で走行できる車両
ブラジルのフィアット・シエナ・テトラフューエル1.4は、天然ガス（CNG）を燃料として、フレックス燃料車で使用される一般的な燃料混合物、純ガソリン、ガソホールE25、またはエタノール（E100 ）のいずれかと自動的に切り替えて走行する初のバイフューエル車です。下の写真がトランク内のCNG貯蔵タンクです

バイフューエル車は、2種類の燃料で走行可能なマルチフューエルエンジンを搭載した車両です。2種類の燃料は別々のタンクに貯蔵され、エンジンは一度に1種類の燃料で稼働します。内燃機関では、バイフューエルエンジンは通常、ガソリンと、天然ガス（CNG）、LPG、水素などの揮発性の代替燃料を燃焼します。[1]バイフューエル車は、ガソリンと他の燃料を手動または自動で切り替えます。[2] [3] [4] [5]関連する概念として、両方の燃料を組み合わせて燃焼させるデュアルフューエル車があります。ガス燃料を使用するように改造されたディーゼルエンジンは、点火システムが異なるため、このクラスに分類されます。

バイフューエルガソリン車向けの最も一般的な技術と代替燃料はオートガス（LPG）であり、次に天然ガス（CNG）である[6]。これは主にヨーロッパで使用されている。ポーランド、オランダ、バルト諸国ではLPGで走る車が多い。現在、CNG車の台数が最も多いのはイタリアで、次いでスウェーデンである。これらは南米でも使用されており、ブラジルとアルゼンチンの主要都市では主にタクシーとして使用されている。通常、標準的なガソリン車は専門店で改造され、トランクにガスシリンダーとLPGまたはCNG噴射システムと電子機器を取り付ける。ガスはガソリンエンジンの火花点火を利用できるため、この改造は可能である。 [7]

ディーゼルエンジンへの変換

ディーゼルエンジンは圧縮着火式エンジンであり、点火プラグを有しません。ディーゼルエンジンを天然ガスなどの代替燃料源で動作させるには、天然ガスを主燃料とし、軽油をシリンダー内の混合気の点火に用いるデュアルフューエルシステムを採用します。つまり、圧縮行程の終わりに軽油の一部を噴射することで、ディーゼル本来の作動原理を維持します。（天然ガスのみで動作させることも可能ですが、より大規模な改造が必要となります。）[8] [9]

この場合のデュアル燃料運転とは、エンジンが 2 つの燃料 (ガスとディーゼル) を同時に使用することを意味します。これは、エンジンがいずれかの燃料を別々に使用するオプションを持つことができることを意味するバイフューエルとは対照的です。

通常、変換には低速（1000 RPM未満）と高速（1200 ～ 1800 RPM）の 2 種類があります。

低速・中速変換

ガスは、吸気バルブの可能な限り近くに設置された個別のガス電磁弁によってシリンダー吸気マニホールドに噴射されます。これらのバルブは、噴射制御ユニットによって個別にタイミング制御されます。このシステムは、吸気バルブと排気バルブが両方とも開いている長いオーバーラップ期間（低速および中速エンジンで典型的に発生し、バルブオーバーラップ期間中はシリンダー内の掃気が行われます）の間、シリンダーへのガス供給を遮断します。これにより、大幅なガス損失が回避され、排気マニホールドへの危険なガス流入が防止されます。

  • この変換は 1000 RPM までの低速エンジン用です。
  • このシステムは、ディーゼルまたはHFOを70～90％の天然ガスに置き換えることで、産業用ディーゼルエンジンをバイフューエル運転に変換します。
  • ガスは、シリンダーごとに 1 つまたは 2 つのインジェクターを備えた高速電磁インジェクターによって吸気バルブの直前に噴射されます。

高速変換

ガスは、ターボチャージャーの前に設置された共通のミキサーによって空気と混合されます。ガス流量はスロットルバルブによって制御され、スロットルバルブは必要なエンジン出力と回転数に応じて特別な制御システムによって電子的に操作されます。エンジンのノッキングを回避するために、ノッキング検出器/制御装置が設置されており、最も効率的なガス/ディーゼル比でエンジンを運転することができます。[10]

  • 1200～1800 RPMのあらゆる高速エンジンに適しています
  • このシステムは、ディーゼル燃料を50～80%の天然ガスに置き換えることで、産業用ディーゼルエンジンをバイフューエル運転に変換します。
  • ガスと空気は、エアフィルターの後、ターボチャージャーの前で中央ミキサーによって混合されます。

変換機能と利点

バイフューエル車への転換に伴うメリットとしては、運用コストの削減、既存車両のエンジン改造がほとんど不要、あるいは不要、出力低下の抑制などが挙げられます。その他のメリットとしては、C/H原子比の違いによる排出量の削減や燃料の柔軟性などが挙げられます。

使用されるガスの種類

ディーゼル発電機をデュアル燃料に改造する場合、エンジンの運転サイクルに応じて必要なガス量を考慮すると、天然ガスをパイプで供給するのが好ましい方法です。[11]燃料供給頻度と運転維持に必要な燃料量の制約から、圧縮天然ガス（CNG）や液化天然ガス（LNG）をバイフューエル運転に使用することはあまり一般的ではありません。発電機の改造には、エンジンの出力が落ちないため、天然ガスが好まれます。 [12]

近年、バイオガスが利用されている。[13]特定のバイオガスの種類が適切かどうかを評価するためには、バイオガスの組成と発熱量を知る必要がある。バイオガスはさまざまな源から得られ、多くの場合発熱量が低いため、発熱量が問題となる可能性がある。ディーゼル油を代替する（または、ディーゼル油によって供給されるエネルギーを代替する）には、十分な量のガスをシリンダーに注入する必要があることは想像に難くない。バイオガスの発熱量（エネルギー）が非常に低い場合、非常に大量のバイオガスをシリンダーに注入する必要があり、技術的に不可能である可能性がある。さらに、バイオガスの組成は、可燃性ガスに近くする必要があり、二酸化炭素などの不燃性化合物を可能な限り除去する必要がある。

随伴ガスは、発電機のバイフューエル化に一般的に使用される最後の種類のガスです。随伴ガスは、油に溶解しているか、油の表面に遊離ガスとして存在する天然ガスです。つまり、CNGやLNGとほぼ同じ品質です。 [14]

ディーゼル：ガス比率

エンジンの技術的状態、特に噴射システムによって異なります。高速エンジンの場合、典型的なディーゼル：ガス比率は40：60です。エンジンの動作出力が一定で、公称出力の70～80%の場合、最大30：70の比率に達することが可能です。[15]動作出力が低い場合（例えば公称出力の半分）、または変動がある場合は、比率は約45：55（より多くのディーゼル燃料を使用）です。低速改造の場合、ディーゼル：ガス比率は10：90まで低下する可能性があります。一般的に、改造後にテストを行わない限り、正確なディーゼル：ガス比率を保証することはできません

車両

アフターマーケットのバイフューエル、さらにはトライフューエルへの改造も可能です

工場製バイフューエル乗用車

工場製バイフューエルピックアップ

参照

参考文献

  1. ^ ダイアン・ナッシー、「フレキシブル燃料車」、Motopoint。2008年7月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年8月24日閲覧
  2. ^ 「用語集」（PDF） . バイオ燃料マーケットプレイス・プロジェクト. オリジナル（PDF）から2012年9月15日にアーカイブ。 2014年12月21日閲覧。 バイフューエル車の定義については用語集を参照してください。
  3. ^ Dominik RutzとRainer Jansen（2007年2月）「バイオ燃料技術ハンドブック」（PDF） WIP Renewable Energies。2008年8月20日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF） 。 2008年9月1日閲覧。用語集と略語の定義を参照
  4. ^ 「用語の定義」。持続可能なグリーンフリート。2011年7月21日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年9月1日閲覧。
  5. ^ 「用語集」. バイオ燃料マーケットプレイス. 2008年12月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年9月1日閲覧。FFVの定義を参照
  6. ^ 代替燃料・先進車両データセンター. 「天然ガス車」. 米国エネルギー省. 2008年9月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2008年9月1日閲覧。
  7. ^ 「代替燃料データセンター：バイフューエル天然ガス車の仕組み」afdc.energy.gov。
  8. ^ 「テクノロジー – ディーゼルからデュアル燃料へ」。
  9. ^ DFPSパンフレット
  10. ^ GhostarchiveとWayback Machineにアーカイブ：「Caterpillar Diesel Generator Bi-Fuel on 70% Methane」。YouTube 。 2016年10月22日。
  11. ^ 「『デュアル燃料の Cummins NT-855』」
  12. ^ https://www.dualfuel.org. {{cite web}}:欠落または空|title=(ヘルプ)
  13. ^ 「CNG、LNG、バイオガス… – ディーゼル発電機からデュアル燃料への変換」。
  14. ^ 「『未来を破壊せよ』：ハリバートンが掘削現場の浄化を主導」HuffPost、2013年5月27日。
  15. ^ 「HHPインサイト」。
  16. ^ 「フィアットのウェブサイト」 。 2008年4月22日閲覧。[永久リンク切れ]
  17. ^ Christine Lepisto (2006年8月27日). 「Fiat Siena Tetra Power: Your Choice of Four Fuels」. Treehugger. 2008年9月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年8月24日閲覧。
  18. ^ 「Nouvelle Fiat Siena 2008: sans complexe」（フランス語）。カラディシアック。 2007 年 11 月 1 日。 2008 年 7 月 1 日にオリジナルからアーカイブされました。2008 年 8 月 31 日に取得。
  19. ^ Agência AutoInforme (2006-06-19)。 「シエナ テトラ燃料 ヴァイ カスター R$ 41,9 mil」（ポルトガル語）。ウェブモーター。 2008 年 12 月 10 日にオリジナルからアーカイブされました。2008 年 8 月 14 日に取得。記事では、フィアットはこれをテトラ燃料と呼んでいるものの、実際には天然ガス、エタノール、ガソリンの3つの燃料で動くと主張している。
  20. ^ “Lada Vesta CNG”. 2021年10月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年8月14日閲覧。
  • 「カミンズQSK60の改造」
  • 「ディーゼルエンジンから天然ガスへの改造」
  • 「デュアル燃料システムメーカー」。}
  • 「バイフューエル付き発電機 - ComApアプリケーション」。2013年12月18日にオリジナルからアーカイブ。2013年12月12日閲覧
  • 「バイフューエル発電」（PDF） 。 2007年12月12日閲覧。
  • 「エンジンのデュアル燃料への転換」。2007年12月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年12月12日閲覧。
  • 「デュアル燃料コンバージョンキット」。2009年10月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年9月21日閲覧。
  • 「バイフューエルミニバンタクシー改造」。
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