Gazowe Sprintery - bez gwiazdy nie ma jazdy

Zbiornik gazu i wielozawór

Wyprodukowany przez STAKO (noszący oznaczenia polskiego producenta oraz firmy BRC) zbiornik LPG jest podwieszony na specjalnej ramie pomocniczej mocowanej do poprzecznic nadwozia, w miejscu, gdzie w standardowym pojeździe znajduje się koło zapasowe. Zbiornik jest mocowany za pomocą 4 łap umieszczonych na jego obwodzie. Wszystkie połączenia mają naniesione w procesie montażu cechy potwierdzające dokręcenie z odpowiednim momentem. Zbiornik jest wyposażony w osłonę chroniącą go od spodu. Wykonano w niej specjalne okienko, które umożliwia odczyt danych z tabliczki znamionowej oraz otwory „odwadniające”, które pozwalają na swobodny odpływ wody i zanieczyszczeń. Osłona jest mocowana na 4 śrubach wkręconych w tuleje wykonane wewnątrz zbiornika.

fot. gazeo.plPolski akcent w gazowym układzie zasilania Sprintera LGT stanowi toroidalny zbiornik firmy STAKO, mieszczący 76 l LPG

Zbiornik ma pojemność geometryczną 95 l, pozwalającą na zatankowanie 76 l gazu. Zastosowano osprzęt typu włoskiego z wielozaworem BRC umieszczonym na zewnątrz zbiornika (po lewej stronie samochodu). Ma on charakterystyczne, ustawione pod kątem pokrętło ręcznie sterowanego zaworu roboczego (używanego w pracach serwisowych). Oprócz tego zawiera on wymagane regulaminem 67R01 zawory i urządzenia (zawór bezpieczeństwa cechowany na ciśnienie otwarcia 27 barów, zawór ogniowy, zawór 80%, wskaźnik napełnienia, elektromagnetyczny zawór roboczy). Cały wielozawór umieszczono w wykonanej z tworzywa sztucznego obudowie zapewniającej ochronę przed szkodliwym oddziaływaniem warunków atmosferycznych.

fot. gazeo.plUmieszczony na zewnątrz zbiornika wielozawór jest łatwo dostępny i jednocześnie dobrze zabezpieczony przed wpływem warunków atmosferycznych

W pełni zatankowany (do 80% pojemności geometrycznej) zbiornik ma masę około 85 kg. Pozostałe komponenty gazowego układu zasilania mają masę około 15 kg.

Przewody wysokiego ciśnienia

Do połączenia zbiornika z reduktorem-parownikiem umieszczonym w komorze silnikowej wykorzystano elastyczny przewód gazowy, który znacznie łatwiej kształtować i przeprowadzić pod samochodem. Elastycznym przewodem połączono również zbiornik z zaworem tankowania. Przewody są dodatkowo zabezpieczone z wykorzystaniem wykonanej z tworzywa koszulki.

fot. gazeo.plElektrozawór gazowy i reduktor-parownik umieszczono w głębi komory silnikowej po prawej stronie, powyżej znajduje się filtr fazy gazowej

Elektrozawór gazowy

Elektrozawór gazowy jest połączony z reduktorem-parownikiem za pomocą krótkiej, sztywnej złączki. W dolnej części elektrozaworu (odstojniku) znajduje się filtr fazy ciekłej.

Reduktor-parownik

W Sprinterze zastosowano reduktor-parownik Genius MB pracujący z ciśnieniem roboczym 150 kPa, choć w pierwszych materiałach stanowiących zapowiedź Sprintera LGT, na poglądowych rysunkach obrazujących rozmieszczenie poszczególnych elementów instalacji gazowej, pojawiał się reduktor Genius Max (o charakterystycznym prostopadłościennym kształcie obudowy), pozwalający na zasilanie silników o mocach do 240 kW. Ostatecznie zastosowano wspomniany reduktor Genius MB, którego wydajność umożliwia zasilanie silników o mocy do 160 kW. Zapewnia on duży zapas wydajności w stosunku do wymagań jednostki napędowej Sprintera LGT.

W reduktorze-parowniku nie ma czujnika temperatury. Sygnał temperatury do przełączenia zasilania na gazowe pochodzi z czujnika, który jest umieszczony w płaszczu wodnym silnika. Aby nastąpiło przełączenie na gaz, ciecz chłodząca musi osiągnąć temperaturę 45° C. Stosunkowo wysoki próg przełączania gwarantuje stabilną pracę systemu oraz układów diagnostyki pokładowej.

Filtr fazy gazowej

Odpowiednie zabezpieczenie listwy wtryskiwaczy (z wykorzystaniem filtra) jest bardzo istotne w każdym systemie zasilania gazowego. Wtryskiwacze BRC IN03 wymagają szczególnej ochrony, ponieważ są konstrukcyjnie zbliżone do wtryskiwaczy benzynowych. Z tego powodu zaleca się stosowanie poliestrowych wkładów filtrów, które w przeciwieństwie do celulozowych (papierowych) „nie pylą”. Drobiny papieru przedostające się do precyzyjnych wtryskiwaczy mogą powodować ich przedwczesne zużycie.

Zamknięty w aluminiowej obudowie wkład filtra charakteryzuje się stopniem separacji powyżej 75% dla zanieczyszczeń o średnicy 10 μm oraz spadkiem ciśnienia 35 kPa przy przepływie 18000 l na godzinę.

fot. gazeo.plCharakterystyczna listwa wtryskowa BRC jest stosunkowo głośna jednak przez wielu użytkowników ceniona za precyzję dawkowania paliwa i dużą trwałość

Listwa wtryskiwaczy

Aluminiowa listwa wtryskiwaczy jest zamontowana na kolektorze dolotowym. Umieszczono w niej cztery wtryskiwacze gazu odparowanego oraz czujnik ciśnienia i temperatury. Jest on wykorzystywany w procesie regulacji składu mieszanki (wyznaczenie dawki gazu) oraz do przełączenia silnika na zasilanie benzyną po wyczerpaniu LPG.

Zastosowano wtryskiwacze Sequent Max (pomarańczowe), które współpracując z zamontowanym w samochodzie reduktorem Genius MB pozwalają na zasilanie silników o mocy do 36 kW na cylinder (w silniku doładowanym).

fot. gazeo.plSterownik elektroniczny systemu zasilania gazowego BRC Plug&Drive. Obok oznaczeń włoskiego producenta na każdym elemencie instalacji gazowej znajdują się naklejki z numerami części MB

Sterownik elektroniczny

Sterownik systemu zasilania gazowego przetwarza sygnały sterujące wtryskiwaczami benzynowymi na impulsy wykorzystywane do wysterowania wtryskiwaczy gazowych.

Przełącznik rodzaju zasilania

W Sprinterze zastosowano znany z „cywilnych” instalacji BRC dotykowy przełącznik, w którym umieszczony w środku napis BRC zastąpiono skrótem LGT (Liquified Gas Technology). W górnej części okrągłego przełącznika umieszczono dwukolorową diodę wskazującą rodzaj aktualnie wybranego zasilania (zielony kolor - LPG, czerwony kolor - benzyna, migająca zielona dioda - stan przejściowy przed przełączeniem na LPG). Poniżej na obwodzie znajdują się 4 zielone diody wskazujące poziom paliwa gazowego w zbiorniku. Przełącznik jest również wyposażony we wskaźnik akustyczny (buzzer), który sygnalizuje użytkownikowi przejście silnika na zasilanie benzyną (po wyczerpaniu zapasu gazu).

fot. gazeo.plCharakterystyczny, okrągły przełącznik rodzaju zasilania BRC z znaczeniem modelu LGT zamontowano w gustownej ramce. Przy kluczyku widoczny klucz do odkręcania korka zaworu tankowania LPG

System ma możliwość awaryjnego uruchomienia silnika (w przypadku awarii systemu benzynowego), wyłącznie z wykorzystaniem paliwa gazowego. Liczba takich uruchomień jest ograniczona do 5. Ponowne uaktywnienie tej funkcji wymaga wizyty w serwisie, nie należy jej zatem nadużywać.

Węże

Wszystkie elementy układu gazowego, w których występuje niskie ciśnienie gazu, są połączone z wykorzystaniem węży dostarczanych przez amerykańską firmę Parker. Węże tej firmy są również użyte do połączenia reduktora-parownika z układem chłodzenia silnika. Węże są mocowane na króćcach za pomocą sprężystych opasek zaciskowych.

fot. gazeo.plDo wywołania oporów ruchu samochodu służą sprzężone z hamulcami elektrowirowymi rolki, które są rozpędzane przez wirujące koła osi napędowej

Wiązka elektryczna

Wiązka instalacji elektrycznej systemu zasilania gazowego BRC Plug&Drive jest wyposażona w hermetyczne złącza zapewniające właściwe izolowanie połączeń od wpływów atmosferycznych.

Pomiary na hamowni

Parametry Sprinterów mierzyliśmy na hamowni podwoziowej MAHA LPS 3000, którą zamontowano w obiekcie firmy Diesel Truck zlokalizowanym w Strykowie koło Łodzi. Jest to jedna z nielicznych hamowni przystosowanych do pomiarów parametrów samochodów ciężarowych i dostawczych. Oprócz pomiarów mocy i momentu obrotowego hamownia podwoziowa umożliwia diagnozowanie skomplikowanych usterek występujących w czasie jazdy w określonych warunkach. Dzięki hamowni można je skutecznie i bezpiecznie symulować bez konieczności wykonywania jazd próbnych.

fot. gazeo.plHamownię podwoziowa MAHA LPS 3000 w podłódzkim oddziale Diesel Truck zamontowano na oddzielnym przejezdnym stanowisku wyposażonym w długi kanał obsługowy

Urządzenie zamontowano w wydzielonym, przejezdnym pomieszczeniu (powierzchnia 187 m²) wyposażonym w kanał obsługowy ułatwiający kotwiczenie badanych pojazdów. Hamowania jest wyposażona w dodatkową parę rolek podporowych używanych w czasie pomiarów samochodów ciężarowych wyposażonych w dwie tylne osie napędowe. Zamontowane w kanale pomiędzy rolkami siłowniki hydrauliczne służą do wywołania odpowiedniego nacisku na rolki hamowni w czasie pomiaru.

fot. gazeo.plPrzebieg krzywych mocy i momentu obrotowego w silniku Sprintera 316 CDI, który podczas badań na hamowni osiągnął moc 158 KM oraz maksymalną wartość momentu obrotowego 351 Nm

Katalogowe dane odnośnie parametrów pojazdu podawane przez producenta poddaliśmy weryfikacji na hamowni podwoziowej znajdującej się w firmie Diesel Truck w Strykowie pod Łodzią, która jest autoryzowanym dealerem Mercedes Benz. Pomiarom mocy poddaliśmy obie wersje gazowego Sprintera oraz odpowiednik pojazdu (pod względem mocy) wyposażony w silnik o zapłonie samoczynnym.

Sprinter CDI

Pomiary na hamowni silnika CDI wykazały moc 158 KM przy 3790 obr/min oraz maksymalny moment obrotowy 351 Nm przy 2180 obr/min, wobec katalogowych 163 KM przy 3800 obr/min i 360 Nm w zakresie 1400-2400 obr/min.

fot. gazeo.plPrzebieg krzywych mocy i momentu obrotowego w silniku Sprintera 316 NGT. Podczas badań na hamowni osiągnął on moc 147 KM oraz maksymalną wartość momentu obrotowego 208 Nm (przy zasilaniu gazem ziemnym), na benzynie było to odpowiednio 150 KM i 220 Nm

Jak widać, silnik dysponuje potężnym momentem, bardzo ważnym z punktu widzenia elastyczności samochodu. Jednak jego parametry użytkowe można docenić dopiero w wersjach 4,6 i 5 t DMC.

Sprinter NGT

Silnik modelu NGT (zasilany gazem ziemnym) wykazał moc blisko 147 KM przy 5135 obr/min oraz maksymalną wartość momentu obrotowego 208 Nm przy 4195 obr/min. Na benzynie zmierzono następujące wartości: 150 KM przy 5380 obr/min oraz blisko 220 Nm przy 3545 obr/min. Wartości katalogowe wynoszą: 156 KM przy 5000 obr/min oraz 240 Nm w zakresie 3000-4000 obr/min.

fot. gazeo.plPrzebieg krzywych mocy i momentu obrotowego w silniku Sprintera 316 LGT. Na hamowni osiągnął on moc 151 KM oraz maksymalną wartość momentu obrotowego 215 Nm (przy zasilaniu LPG), na benzynie było to odpowiednio 148 KM i 215 Nm

Różnice w stosunku do danych katalogowych wynikają ze stosunkowo niewielkiego przebiegu (około 6700 km), w czasie którego silnik i układ przeniesienia napędu nie zdążyły się jeszcze „ułożyć”, wykazując podwyższone opory, pochłaniające część mocy generowanej przez jednostkę napędową.

Sprinter LGT

fot. gazeo.plPrzebieg krzywych mocy i momentu obrotowego w silnikach obu gazowych Sprinterów. Różnice o wartości 4 KM (moc) i 7 Nm (moment) na korzyść silnika LGT są bardzo małe

Silnik modelu LGT jest bliźniaczą, w stosunku do NGT, jednostką napędową, dysponującą takimi samymi parametrami. Pomiary na hamowni podwoziowej wykazały, że samochód z silnikiem zasilanym płynną mieszaniną propanu i butanu dysponuje mocą 151 KM przy 5185 obr/min oraz maksymalnym momentem obrotowym o wartości prawie 215 Nm przy 3525 obr/min. Na benzynie parametry były zbliżone i wynosiły odpowiednio 148 KM przy 5380 obr/min oraz 215 Nm przy 3510 obr/min. Podobnie jak w Sprinterze NGT, różnice w stosunku do danych fabrycznych wynikały najpewniej z niewielkiego przebiegu samochodu, który w czasie pomiarów wynosił około 5500 km.

fot. gazeo.plOba Sprintery z napędami gazowymi są wyposażone w zestawy do naprawy ogumienia

Jak widać, najwyższy moment obrotowy oferuje silnik o zapłonie samoczynnym. W 3,5-tonowym Sprinterze oferuje on ponadprzeciętne osiągi nawet przy pełnym obciążeniu. Jednak duża wartość momentu w samochodzie 3,5-tonowym staje się prawdziwie użyteczna, jeśli pojazd eksploatujemy w zestawie z przyczepą, której maksymalna masa wynosi 2000 kg (z hamulcem) oraz w wersjach 4,6 i 5 t DMC.

W Sprinterze 3,5-tonowym w zupełności wystarczają parametry uzyskiwane przez gazowe jednostki napędowe. Moment obrotowy jest znacznie niższy, jednak zupełnie wystarczający do poruszania samochodu o takiej wartości DMC. Przewagą wersji LGT w stosunku do NGT jest niższa masa wynikająca z możliwości zastosowania lżejszego, pojedynczego zbiornika.

Podsumowanie

Sprinter LGT jest kolejnym gazowym pojazdem dostawczym w ofercie niemieckiego producenta, który biorąc pod uwagę realia naszego rynku ma duże szanse na osiągnięcie sukcesu. W przeciwieństwie do NGT, którego sprzedaż skutecznie blokuje niedostatecznie rozwinięta sieć stacji sprężania gazu ziemnego. Cena samochodów gamy LGT jest skalkulowana na poziomie wersji napędzanych silnikami o zapłonie samoczynnym o takiej samej (160 KM) mocy, co przy obniżeniu kosztów eksploatacji związanych z paliwem o około 30% powinno skutkować dużym zainteresowaniem tym modelem. Pierwsze oznaki tego zainteresowania są już obserwowane. Testowany przez Gazeo samochód jest rozchwytywany przez dealerów Mercedesa, którzy prezentują Sprintera LGT operatorom flot. Ci z kolei wyrażają duże zainteresowanie nowym modelem, ponieważ jest on alternatywą dla samochodów z silnikami zasilanymi olejem napędowym. Doniesienia o zmniejszeniu cen klasycznych paliw silnikowych o kilka groszy nie są wystarczającą zachętą do ich używania.

Za pomoc przy realizacji badań porównawczych silników dziękujemy firmie Diesel Truck w Strykowie, która udostępniła nam nowo otwartą hamownię podwoziową dla samochodów dostawczych i ciężarowych. Hamownia mieści się przy węźle Stryków na autostradzie A2.