یکی از منابع عمده ایجاد آلودگی های زیست محیطی، خودروهای با منبع سوخت هیدروکربنی است که باک بنزین نیز یکی از منابع انتشار هیدروکربن های خام در خودرو است.

باک بنزین خودروها ابتدا از جنس فلز تولید می شدند که با سختگیرانه تر شدن الزامات ایمنی و زیست محیطی و از سویی عدم توان پاسخگویی این نوع باک ها به به الزامات و استانداردهای مورد نیاز و محدودیت های متعدد , به تدریج باک پلیمری جایگزین باکهای فلزی گردید تا پاسخگوی استانداردهای جدید باشد . 

در ادامه نگاهی به دلایل و مولفه های مختلف در انتخاب نوع مخازن سوخت خودرو و روند آن در بین سایر خودروسازان جهانی خواهیم داشت تا بتوانیم جمع بندی مناسبی در این حوزه داشته باشیم . 

حجم باک 

به طور کلی در شرایط یکسان و فضای قابل دسترس مشخص، باک پلیمری به طور میانگین به میزان ۱۵ تا ۲۰ درصد حجم سوخت بیشتری در خود جای میدهد. این ویژگی در باکهای فلزی , به دلیل محدودیت فرم پذیری ورق وجود ندارد .

وزن

با فرض یکسان بودن میزان حجم باک فلزی و پلیمری که بر روی خودرو نصب شده اند باک پلیمری بسته به نوع طراحی ۴۰ تا ۵۰ درصد از باک فلزی سبک تر خواهد بود.

تاثیر وزن را می توان از دو منظر مورد بررسی قرار داد: 

میزان انتشار CO۲: با توجه به تحقیقات به عمل آمده، به ازای هر یک کیلو گرم کاهش وزن در خودرو ، میزان ۰.۱ گرم از انتشار دی اکسید کربن کاسته خواهد شد.

 میزان مصرف سوخت: با توجه به کاهش وزن خودرو، مصرف سوخت نیز کاهش پیدا می کند، تحقیقات نشان می دهد به ازای هر کیلو کاهش وزن خودرو، مصرف بنزین ۰.۰۴ لیتر در هر کیلومتر کاهش خواهد داشت.

به عنوان مطالعه موردی، با تغییر نوع باک تیبا از نوع فلزی به پلیمری و با احتساب کاهش ۱.۶ کیلوگرم وزن باک و با فرض تولید سالیانه حدود ۲۰۰ هزار دستگاه خودرو، اگر هر کدام ۲۰ هزار کیلومتر پیمایش داشته باشند، می توان سالانه شاهد کاهش مصرف سوخت به میزان ۲۶۰ هزار لیتر و کاهش انتشار ۶۴۰ تن CO۲ در محیط زیست بود .

۳- انتشار بخارات بنزین

سه عامل اصلی موثر در انتشار بخارات سوخت از مجموعه باک به شرح ذیل قابل ذکر است:

نفوذ پذیری از جداره ها و بدنه باک

نفوذ از نقاط جوش و اتصالات 

افزایش میزان تبخیر سوخت در داخل باک به دلیل انتقال حرارت 

به لحاظ نفوذ پذیری از جداره ها و نقاط جوش اگر باک های فلزی و پلیمری با تکنولوژی روز دنیا تولید شوند قابلیت دستیابی به الزامات EU ۶ و حتی PZEV به عنوان بالاترین سطوح استانداردهای زیست محیطی وجود دارد . ولیکن به طور مثال در صورتیکه از تکنولوژی های روز دنیا در حوزه جوش رباتیک پلاسما در باک فلزی استفاده نشود عملا بخارات بنزین از منافذ ریز جوش قابلیت عبور دارند که مستقیما باعث انتشار حجم عمده ای هیدرو کربن نسوخته به محیط زیست خواهد شد . 

ضمنا با توجه به بالاتر بودن ضریب انتقال حرارت در فلزات نسبت به پلیمرها، باک های فلزی دمای بیشتری را به داخل باک منتقل می کنند که این افزایش دما، باعث افزایش تبخیر بنزین می شود. متناسب با این افزایش تبخیر، حجم کنیستر خودرو (مخزن جاذب بخارات بنزین) نیز باید افزایش یابد تا از انتشار بخارات به محیط جلوگیری گردد که این افزایش حجم باعث افزایش وزن و ایرادات ناشی از آن خواهد شد.

در حجم یکسان باک فلزی و پلیمری، میزان تبخیر بنزین در باکهای پلیمری حدود ۲۰ درصد کمتر از باکهای فلزی است.

 ۴- ایمنی و استحکام در برابر ضربه (تصادف) 

استنباط عامیانه این است که فلز مستحکم تر از پلیمر است ولی این مقایسه باید در شرایط کاربردی از لحاظ وضعیت هندسی قطعات و معیار های پذیرش صورت گیرد. به طور کلی پلیمر ها نسبت به فلزات قابلیت ضربه پذیری و تغییر شکل بالاتری دارند و این خاصیت باعث می شود که باک، پس از اعمال ضربه به حالت قبلی خود باز گردد در صورتیکه در باکهای فلزی در هنگام برخورد مخزن فشرده شده و میتواند منجر به بروز انفجار خودرو گردد..

 روند استفاده در دنیا و نتیجه گیری : 

با توجه به برآورد مطالب مطرح شده ، علیرغم اینکه هر دو باک فلزی و پلیمری در خودروسازان مختلفی طی سالیان گذشته استفاده شده اند لیکن روند مصرف در دنیا به سمت استفاده هر چه بیشتر(بیش از ۹۰ درصد ) از باکهای پلیمری میباشد

این موضوع به دلیل موارد ذکر شده در بالا شامل ایمنی بالاتر به خصوص در تصادفات، کاهش وزن و مصرف سوخت و مقدار Co۲ و آلایندگی هیدروکربن های نسوخته و همچنین امکان افزایش حجم باک میباشد . 

این روند تغییرات با نگاهی به روند تغییرات طراحی باک از فلزی به پلیمری در شرکت تویوتا که یکی از تولید کنندگان عمده خودرو و از آخرین استفاده کنندگان مخازن فلزی میباشد نیز به وضوح رویت میشود

 عطف به کلیه ملاحظات ذکر شده و روند استفاده فراگیر باکهای پلیمری در دنیا علی الخصوص با توجه به مشکلات عمده آلودگی هوا در ایران، بکارگیری تکنولوژیهای روز و استفاده از باکهای پلیمری جهت دستیابی به مزایای متعدد آن میتواند به عنوان بهینه ترین انتخاب مد نظر خودروسازان قرار گیرد.