Elpigaz Dieselgaz - więcej szczegółów

fot. ElpigazSystemy jednoczesnego zasilania silników olejem napędowym i gazem są szczególnie popularne np. na rynku australijskim

Eksploatowane w latach 80. autobusy komunikacji miejskiej, głównie Ikarusy z silnikami Raba-MAN charakteryzowały się dużym stopniem zadymienia spalin (duża zawartość cząstek stałych-sadzy). Próbowano różnych metod ograniczania dymienia, najczęściej wymieniano końcówki we wtryskiwaczach. Efekt był jednak krótkotrwały. Rozważano także zmianę układów zasilania na gazowy, wiązało się to z poważnymi zmianami w silniku, który był pozbawiany atrybutów silnika o ZS. Z pomocą przyszli pracownicy Instytutu Transportu Politechniki Śląskiej w Katowicach, którzy opracowali system jednoczesnego zasilania silnika olejem napędowym i gazem ziemnym, co skutecznie eliminowało zawartość cząstek stałych w spalinach oraz przyczyniało się do zmniejszenia kosztów eksploatacji pojazdów.

Systemy tego typu pojawiały się również jako rozwiązania seryjne lub prawie seryjne, np. system Bosch DG-Flex czy instalacja Dual Fast firmy Lovato.

W ostatnich latach zainteresowanie systemami jednoczesnego zasilania olejem napędowym i paliwem gazowym, co przy galopujących cenach klasycznych paliw silnikowych może przyczynić się do pozyskania grupy użytkowników silników Diesla, którzy mogą potencjalnie stać się odbiorcami tego typu systemów. Instalacje do silników o ZS są przeznaczone dla innej grupy użytkowników, eksploatującej samochody zarówno dostawcze jak i ciężarowe.

Wśród producentów przygotowujących tego typu systemy jest firma Elpigaz, która już od dłuższego czasu testuje swoje rozwiązanie systemu do zasilania gazowego silników o ZS. Prowadzone badania są bardzo obiecujące, a firma organizuje już szkolenia poświęcone montażowi tego systemu.

fot. ElpigazZmiana rodzaju zasilania na gazowy w silniku Diesla wiąże się z przeprowadzeniem nieodwracalnych zmian. Stopień sprężania najczęściej zmniejsza się przez zwiększenie objętości komór spalania w tłokach

Istnieją różne metody konwersji silnika Diesla do zasilania gazowego, począwszy od jego przeróbki na typową jednostkę napędową o zapłonie iskrowym (zmniejszenie stopnia sprężania, zainstalowanie układu zapłonowego i przepustnicy w układzie dolotowym). Przeróbka taka jest jednak jednorazowa, a silnik bezpowrotnie traci cechy jednostki napędowej o zapłonie samoczynnym. Konwersję taką wykonuje się wyłącznie przy okazji naprawy głównej silnika, kiedy to jej koszty częściowo pokrywają się z kosztami naprawy. Najczęściej w ten sposób do zasilania gazowego adaptowane były silniki autobusów miejskich.

Kolejnym sposobem jest zmniejszenie dawki oleju napędowego i dodanie domieszki paliwa gazowego. Taki sposób konwersji wymaga jednak dużej wiedzy i doświadczenia.

Ostatnim sposobem jest dodanie niewielkiej ilości gazu (10-30%) do silnika zasilanego olejem napędowym. Wykorzystuje się w tym celu wysokie wartości współczynnika nadmiaru powietrza, z którymi pracują silniki o ZS. Nadmiar ten jest wykorzystywany właśnie do efektywnego spalenia dodatkowej dawki paliwa gazowego. Według takiego schematu działa właśnie układ zasilania opracowany przez Elpigaz. Rozwiązanie jest o tyle proste, że nie wymaga ingerencji w dieslowski układ zasilania zarówno w część mechaniczną (wysokociśnieniową) jak i sterownik elektroniczny.
Dodanie do układu dolotowego dawki LPG, zwiększającej parametry trakcyjne silnika (moc i moment obrotowy) pozwala na zmniejszenie zużycia oleju napędowego. Przy zachowaniu tych samych osiągów nie trzeba wciskać pedału gazu tak głęboko jak z wykorzystaniem jedynie oleju napędowego. System zasilania gazowego wtryskuje do 20% LPG w stosunku do zużywanego oleju napędowego.
Paliwo gazowe nie jest dawkowane na biegu jałowym (z uwagi na trudność utrzymania stabilnej prędkości obrotowej). Przy wyższych obciążeniach także maleje udział gazu z uwagi na zabezpieczenie silnika (głównie turbosprężarki) przed przegrzaniem.

fot. ElpigazKomora silnikowa Fiata Ducato, w którym testowano gazowy system zasilania do silników Diesla

fot. ElpigazCharakterystyka zewnętrzna silnika Fiata Ducato 2,8 TD. Krzywe położone wyżej uzyskano przy jednoczesnym zasilaniu silnika olejem napędowym i LPG. Widać wyraźny wzrost mocy i momentu obrotowego, szczególnie w najczęściej używanym zakresie średnich prędkości obrotowych

Dodatek gazu powoduje również wyraźne zmniejszenie zawartości sadzy w spalinach silnika. Z tego powodu mniej cząstek stałych przedostaje się do oleju silnikowego, zatem można wydłużyć przebiegi pomiędzy jego wymianami co wynika z obserwacji firmy Elpigaz. Nie znalazło to potwierdzenia w opiniach producentów oleju.

Prezentowany system zasilania gazowego do silników diesla (z wykorzystaniem LPG) składa się z niemal takich samych elementów jak instalacja gazowa IV generacji (zastosowano jeden wtryskiwacz). W jego skład wchodzą: reduktor-parownik, wtryskiwacz gazu, sterownik elektroniczny, filtr gazu zblokowany z czujnikiem ciśnienia, przełącznik rodzaju zasilania oraz wiązka elektryczna łącząca wszystkie elementy. Do magazynowania paliwa gazowego najczęściej wykorzystuje się zbiorniki walcowe o większych pojemnościach w stosunku do stosowanych w samochodach osobowych. Są one mocowane w ładowni, a w przypadku pojazdów ciężarowych wykorzystuje się specjalne zbiorniki mocowane do podłużnicy ramy.

System ma szereg zabezpieczeń nie pozwalających na niebezpieczny wzrost ilości podawanego do silnika gazu, co może doprowadzić do wzrostu temperatury i uszkodzenia jednostki napędowej. Jednym z zabezpieczeń jest monitorowanie ciśnienia paliwa gazowego. Wzrost ciśnienia gazu może doprowadzić do zwiększenia dawki LPG a tym samym wzrostu temperatury w silniku. Dlatego jego wzrost ponad zadaną wartość powoduje, że sterownik wyłącza system zasilania gazem-silnik pracuje wyłącznie z wykorzystaniem oleju napędowego. Tak samo instalacja zachowuje się po wyjściu temperatury reduktora poza określone granice (zarówno zbyt niska temperatura jak i zbyt wysoka skutkuje wyłączeniem instalacji gazowej). Wzrost temperatury cieczy chłodzącej świadczy o wzroście temperatury silnika, tym samym może być wtórnym sygnałem wzrostu ciśnienia gazu.