Ewolucja gazowych systemów zasilania

Zmiany w budowie samochodowych systemów zasilania gazem są pochodną rozwoju silników, a ten jest związany z coraz bardziej rygorystycznymi normami emisyjnymi. Zawsze wraz z nowymi generacjami benzynowych układów zasilania pojawiały się współpracujące z nimi systemy gazowe. Zmiany te są bardzo istotne dla personelu technicznego i wymuszają na nim pogłębianie fachowej wiedzy.

Obecnie używane instalacje są bardzo zaawansowane i wymagają sporej wiedzy o działaniu układów zasilania, jednak dzięki zastosowaniu testerów czy odpowiedniego oprogramowania w komputerach przenośnych ich kalibracja jest bardzo precyzyjna i stosunkowo prosta. Znajomość zasilania silników jest niezbędna do prawidłowej interpretacji wyników pomiarów i niezbędnych korekt ustawienia w celu wyeliminowania nieprawidłowości w działaniu układu gazowego.

Van Ekstrareduktor LPG

Najprostszym systemem gazowym jest instalacja mieszalnikowa. Takie systemy swego czasu były jedynymi dostępnymi na rynku i nadal są z powodzeniem stosowane w starszych generacjach samochodów. Instalacje mieszalnikowe (1. generacji) stanowiły podstawowy zestaw montażowy do silników zasilanych za pomocą gaźników. Były dwa rodzaje instalacji gazowych: z podciśnieniowym lub elektrycznym zabezpieczeniem przeciwwypływowym z reduktora-parownika. Jest to jedno z ważniejszych zabezpieczeń samochodowych instalacji gazowych, zamykające wypływ gazu z reduktora przy niepracującym silniku. Regulacja składu mieszanki w tych układach, tylko przez zmianę wydajności reduktora pod wpływem prędkości obrotowej i obciążenia, była niedoskonała.

Rozwinięciem tego typu jest instalacja 2. generacji, z regulacją przepływu gazu pomiędzy reduktorem a mieszalnikiem. Zamontowany na wężu łączącym oba urządzenia silnik krokowy (podobny do regulującego prędkość obrotową biegu jałowego w układzie benzynowym) przez zmianę przekroju, korzystając z sygnału sondy lambda, reguluje skład mieszanki gazowo-powietrznej tak, by utrzymać jej stechiometryczny skład (lambda=1). Takie układy są dość powszechne nawet obecnie, stanowią blisko 50% montowanych instalacji gazowych również w samochodach z wielopunktowym wtryskiem benzyny (obok systemów wtrysku gazu). Instalacje 2. generacji z powodzeniem zdają egzamin w samochodach wyposażonych w układ EOBD dzięki zastosowaniu odpowiedniego emulatora.

Van Ekstramieszalnik

W systemach 1. i 2. generacji bardzo ważny jest odpowiedni dobór mieszalnika montowanego w układzie dolotowym, tak by ilość podawanego gazu była dostosowana do zapotrzebowania silnika. Należy wybrać mieszalnik uznanych dostawców, czasami dużo droższy od tanich, dostarczanych przez mniejsze zakłady. Większe koszty mogą w dłuższej perspektywie przynieść znaczne oszczędności na zużyciu paliwa gazowego. Używane obecnie systemy 2. generacji są wyposażane w nowoczesne reduktory, często zintegrowane z wkładami filtrów gazu. Są to urządzenia niezawodne i przy odpowiedniej eksploatacji służące przez długie lata. Są również stosunkowo odporne na zaniedbania eksploatacyjne.

Coraz powszechniejsze stosowanie kolektorów dolotowych z tworzywa sztucznego wymusiło opracowanie układów wtrysku gazu. W przypadku układów mieszalnikowych, gdzie gaz jest podawany na początku kolektora dolotowego (jak przy zasilaniu gaźnikowym), cała jego objętość jest wypełniona gotową do zapłonu mieszanką gazowo-powietrzną. W razie nieprawidłowego działania układu następuje spalanie mieszanki w kolektorze. Jeżeli jest on wykonany ze stopów aluminium, to często nie ma to żadnych konsekwencji (czasem może dojść do wysunięcia z króćca jakiegoś węża). Stosowane powszechnie klapy przeciwwybuchowe zabezpieczają przepływomierz oraz obudowę filtra powietrza. Takie zachowanie jest jednak sygnałem, że coś w silniku zaczyna niedomagać, najczęściej w układzie zapłonowym (np. zużyta świeca).

Van EkstraPrins VSI

W kolektorze wykonanym z tworzywa sztucznego w większości przypadków doszłoby do jego uszkodzenia. Dlatego w silnikach wyposażonych w tego typu kolektory dolotowe stosuje się wyłącznie systemy wtrysku gazu. Na początku były to proste układy zasilania nadciśnieniowego, sterowane pneumatycznie (przez zmiany podciśnienia w kolektorze). Wyprowadzone z urządzenia dozującego gaz rurki były montowane w kolektorze dolotowym, jak najbliżej zaworów dolotowych (w kolektor wkręcano kalibrowane dysze dostosowujące wydajność układu do zapotrzebowania silnika). W ten sposób objętość kolektora wypełnioną mieszanką gazowo-powietrzną ograniczano do minimum, a zatem nawet przy wystąpieniu nawrotu płomienia jego skutki były niezauważalne (czasami nawet niesłyszalne). Tego typu układy nazwano umownie 3. generacją. Były one z powodzeniem użytkowane w silnikach doładowanych.

Rozwinięciem układów 3. generacji są systemy określane mianem 4. generacji, które stanowią większość montowanych systemów gazowych. Są one wyposażone w sekwencyjnie działające wtryskiwacze, otwierane elektromagnetycznie. W tych układach jako sygnały sterujące są wykorzystywane impulsy służące do wysterowania wtryskiwaczy benzynowych. Z tego względu montaż takiej instalacji jest stosunkowo prosty i mało pracochłonny. Są to najbardziej zaawansowane układy stosowane do zasilania najnowocześniejszych jednostek.

Van EkstraVialle LPI

Na podobnej zasadzie działają systemy wtrysku gazu w stanie ciekłym, określane jako 5. generacja. Właściwie dostępny jest jeden tego typu system, LPI holenderskiej firmy Vialle. Różnica w stosunku do wcześniejszych generacji polega na tym, że paliwo gazowe jest utrzymywane w postaci ciekłej w całym układzie, a jego odparowanie następuje dopiero w kanałach dolotowych, po wtryśnięciu. Dzięki temu poprawia się napełnianie cylindrów, słaby punkt układów poprzednich generacji. Poprawa napełniania wynika z ochłodzenia ładunku dostarczanego do cylindrów przez gwałtownie odparowujący gaz. Dzięki temu moc silnika pozostaje na takim samym poziomie jak przy zasilaniu benzyną, a w pewnych zakresach prędkości obrotowych nawet ją przewyższa. Układy tego rodzaju nie rozpowszechniły się z uwagi na stosunkowo duże zużycie paliwa i problemy eksploatacyjne z pompami gazu montowanymi w zbiornikach.