Sposób na gaz

7.8.2013
Podczas instalacji układu zasilania gazem LPG pojawia się kilka problemów, których rozwiązania są dość sporne. Chodzi między innymi o zasadność wymiany świec zapłonowych oraz przewodów wysokiego napięcia, montaż instalacji LPG w samochodach z silnikiem GDI czy używanie dodatkowych instalacji dozujących środki smarująco-chłodzące.
Układ zapłonowy jest projektowany i przystosowany do zasilania benzyną. Zmiana rodzaju paliwa pociąga za sobą zmianę warunków spalania (prędkość spalania oraz wartość ładunku, jaka jest niezbędna do powstania zapłonu). Prawidłowo wyregulowana instalacja gazowa (tworząca mieszankę stechiometryczną) wymaga zwiększenia napięcia niezbędnego do przeskoku iskry o około 30%, co - według Roberta Wojtali z firmy LTA Polonia i Zenona Łyczki z firmy STAKO - jest zjawiskiem normalnym. Dodatkowo podczas spalania mieszanki paliwowo- powietrznej (z LPG) występuje zwiększona temperatura wewnątrz komory spalania. Krzysztof Łapiński z LPGTECHU mówi, że najwięksi producenci wytwarzają świece zapłonowe dedykowane do aut zasilanych LPG, wykonane specjalnie z myślą o jak najlepszej współpracy z paliwem gazowym. Takie świece można polecić szczególnie do współpracy z silnikami, gdzie zastosowano cewki typu COP (Coil On Plug - cewka nakładana na świecę), gdzie świeca musi spełniać wiele rygorystycznych warunków założonych przez projektanta silnika, a w szczególności musi zapewnić odpowiedni odbiór energii z cewki. Ponieważ paliwo gazowe fizycznie zmienia warunki pracy świecy, zastosowanie świec dostosowanych do LPG jest jak najbardziej stosowne.

Utrudniony przeskok iskry
A jak wygląda w rzeczywistości spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej (w tym przypadku LPG)? Robert Szenfeld z firmy LANDI RENZO Polska wyjaśnia, że przeskok iskry w środowisku powietrza wymieszanego z LPG, czyli suchym, jest utrudniony w porównaniu do zapłonu mieszaniny benzyny i powietrza, którą możemy ogólnie nazwać środowiskiem wilgotnym. Dzieje się tak na skutek podwyższonej rezystancji mieszaniny wypełniającej komorę spalania w przypadku zapłonu mieszanki powietrze - LPG (bądź powietrze - CNG). Trzeba mieć także na uwadze, iż często dochodzi do zapłonu mieszaniny niejednorodnej, niekompletnie jeszcze wymieszanej, gdyż czynnik palny jest dostarczony pod znacznie mniejszym niż benzyna ciśnieniem, a miejsce jego podania wynika z ograniczonych możliwości technicznych, a nie opracowanego modelu. Mając do dyspozycji ten sam układ generujący wysokie napięcie, który współpracował macierzyście z mieszanką benzynowo-powietrzną, oczywiste jest, że należy mu stworzyć jak najdogodniejsze warunki do pracy na „trudniejszej" mieszance. Stąd też fundamentalne jest stosowanie sprawnych (czystych i niepoprzecieranych) przewodów wysokiego napięcia o rezystancji zgodnej z danymi producenta. Jak widać, opinie na temat przewodów wysokiego napięcia oraz świec zapłonowych są zbieżne. Szczególna uwaga należy im się bez względu na rodzaj instalacji LPG, model czy przebieg auta. Pozorna oszczędność na tych elementach może spowodować nieprawidłowości w pracy silnika przy zasilaniu LPG.

Problemowe układy wtryskowe
Kolejne kontrowersje dotyczą układów wtryskowych przeznaczonych do zasilania silników z wtryskiem bezpośrednim (GDI). Według potocznej opinii, układy zasilające takie silniki gazem LPG przyczyniają się do uszkodzenia silnika lub braku oszczędności na spalanej benzynie. Jak jest w rzeczywistości? Okazuje się, że producenci instalacji LPG stosują różne zabiegi, aby zmniejszać ryzyko potencjalnych uszkodzeń. Jak wiadomo, podczas spalania mieszanki LPG z powietrzem powstaje wyższa temperatura spalania, która negatywnie wpływa na wtryskiwacze benzyny. Potwierdza to Robert Wojtala, wyjaśniając, że wtryskiwacze w silnikach z pośrednim wtryskiem benzyny są umieszczone przed zaworami ssącymi, w związku z czym ich elektryczne zatrzymanie podczas spalania mieszanki gazowo-powietrznej (pracy na LPG) nie wywołuje żadnych negatywnych skutków. W przypadku konstrukcji bezpośredniego wtrysku (TSI, TFSI, GDI itp.) końcówka wtryskiwacza (rozpylacz) umieszczona jest w komorze spalania. Unieruchomienie takiego wtryskiwacza podczas spalania mieszanki gazowo-powietrznej spowoduje jego zapieczenie i w efekcie końcowym zupełne uszkodzenie. Dlatego w przypadku silników z bezpośrednim wtryskiem benzyny jedynym sensownym rozwiązaniem jest układ gazowy, który do podawania LPG wykorzystuje wtryskiwacze benzynowe. Inna technika stosowana jest w instalacjach zasilających silnik produkowanych przez Landi Renzo. Instalacje te wykorzystują połączenie wtrysku paliwa ciekłego oraz gazowego, aby zapewnić odpowiednią temperaturę w komorze spalania oraz długą żywotność wtryskiwaczy. Robert Szenfeld podkreśla, że rozwiązania stosowane przez Grupę Landi zakładają stały przepływ minimalnej dawki benzyny przez wtryskiwacze oraz wykorzystanie funkcji ,,splitfuel", która na bazie wykonanej indywidualnie mapy dotrysków uruchamia wtryskiwacze benzyny w określonych cyklach zależnie od obciążenia silnika. Gwarantuje to jednocześnie chłodzenie i smarowanie wtryskiwaczy, jak też zmniejszenie ciśnienia paliwa nagromadzonego w układzie na skutek mniejszego niż zwykle jego zużycia. Tezę tę podważa jednak Krzysztof Łapiński, twierdząc, że mimo skuteczności chłodzenia i oczyszczania wtryskiwaczy przez przepływającą przez nie benzynę, takie rozwiązanie charakteryzuje się zauważalnym zużyciem benzyny podczas jazdy na gazie i całą inwestycję w oszczędność czyni wysoce nieopłacalną. Natomiast w przypadku zastosowania instalacji ciekłego wtrysku gazu z wykorzystaniem pompy wysokiego ciśnienia oraz wtryskiwaczy benzynowych parametry pracy silnika zostają praktycznie niezmienione, a uruchomienie zimnego silnika następuje od razu na gazie. Jak więc jest najkorzystniej? Odpowiedź jest uzależniona od warunków eksploatacji auta z danym rodzajem zasilania. Z pewnością przy wysokim obciążeniu silnika, kiedy dochodzi do znacznego wzrostu temperatury spalania, korzystne okaże się stosowanie dotrysków z benzyny chłodzącej wtryskiwacze. W przypadku instalacji z wtryskiem fazy ciekłej z wykorzystaniem wtryskiwaczy benzyny problem ten praktycznie nie występuje. Prawdopodobnie wyznacznikiem trendu w tej kwestii będzie cena zakupu i montażu instalacji w połączeniu z oszczędnością podczas jazdy.

Więcej w najnowszym wydaniu „autoEXPERTA" - 7-8/2013

O Autorze

autoEXPERT – specjalistyczny miesięcznik motoryzacyjny, przeznaczony dla osób zajmujących się zawodowo naprawą, obsługą, diagnostyką i sprzedażą samochodów oraz produkcją i sprzedażą akcesoriów motoryzacyjnych, części zamiennych i materiałów eksploatacyjnych.

autoExpert 04 2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę