I Generacja - Instalacje podciśnieniowe z ręczną regulacją

Najprostszym systemem zasilania gazowego, określanym mianem I generacji, jest instalacja podciśnieniowa z ręczną regulacją. Użycie terminu „podciśnieniowa” w określeniu tych systemów jest nieprzypadkowe i charakteryzuje zasadę działania i regulacji dawki gazu instalacji I generacji, które wykorzystują (podobnie jak gaźnik w układzie zasilania benzyną) warunki panujące w kolektorze dolotowym, czyli właśnie zmienne w zależności od obciążenia podciśnienie.

Instalacja podciśnieniowa z ręczną regulacją (I generacja) składa się z następujących elementów (schemat 1):

Zawór tankowania (1)
Montowany w tylnej części pojazdu, najczęściej w zderzaku lub pod nim, przy wlewie benzyny lub w tylnym błotniku. Zapewnia bezpieczne połączenie z pistoletem na stacji tankowania i napełnienie zbiornika gazem. W codziennej eksploatacji jest zabezpieczony za pomocą wkręcanego korka lub odchylanej klapki. Łącznie z wielozaworem wchodzi w skład osprzętu zbiornika.

Landi RenzoSchemat 1: Rozmieszczenie elementów instalacji I generacji do silników gaźnikowych (1- zawór tankowania, 2- zbiornik gazu, 3-wielozawór, 4- elektrozawór gazowy, 5- reduktor-parownik, 6- zawór regulacyjny, 7- mieszalnik, 8- przełącznik rodzaju zasilania, 9- elektrozawór benzynowy, A- przewód gazowy wysokiego ciśnienia, B- przewód gazowy niskiego ciśnienia)

Zbiornik gazu (2)
Magazynuje ciekłą mieszaninę propanu i butanu pod ciśnieniem od 3 barów (zimą) do 17 barów (latem). W zależności od zastosowanego osprzętu, rozróżniamy dwa typy zbiorników: przystosowane do montażu wielozaworu lub wyposażone w płytę armaturową. Mogą one mieć różny kształt. Najczęściej stosuje się zbiorniki toroidalne, montowane we wnęce koła zapasowego lub walcowe, umieszczane w przestrzeni bagażnika.

Wielozawór (3)
Zespół zaworów zintegrowanych w jednym urządzeniu, montowanym na specjalnym kołnierzu w zbiorniku, stanowiący wraz z zaworem tankowania osprzęt zbiornika (typu włoskiego). Zapewnia prawidłowe i bezpieczne funkcjonowanie zbiornika oraz instalacji, m. in.: zatankowanie odpowiedniej ilości gazu, otwieranie i zamykanie wypływu gazu ze zbiornika, kiedy jest to wymagane, jego ochronę w sytuacjach awaryjnych (nadmierny wzrost ciśnienia, rozszczelnienie), możliwość serwisowania instalacji. Spotyka się również inny rodzaj osprzętu zbiornika (typ holenderski). Spełnia on te same funkcje co wielozawór, każdy zawór jest jednak osobnym elementem montowanym na płycie armaturowej, stanowiącej część zbiornika.

Elektrozawór gazowy (4)
Montowany w komorze silnikowej, otwiera i zamyka przepływ gazu do reduktora-parownika. W elektrozaworze gazowym znajduje się również wymienny filtr ciekłego gazu, który zabezpiecza kolejne elementy układu przed zanieczyszczeniami zawartymi w LPG.

Reduktor-parownik (5)
Montowany w komorze silnikowej, odpowiada za zmianę stanu skupienia propanu-butanu z ciekłego na gazowy (w tym celu jest ogrzewany przez ciecz z układu chłodzenia silnika) oraz zredukowanie ciśnienia do wartości odpowiedniej do zasilania silnika. W zależności od sposobu odcięcia wypływu gazu po wyłączeniu silnika, rozróżniamy reduktory pneumatyczne (podciśnieniowe) oraz elektroniczne. Reduktory występują jako niezależne elementy lub są zintegrowane z opisanym wcześniej elektrozaworem gazowym.

Zawór regulacyjny (6)
Umieszczony na przewodzie (B) pomiędzy reduktorem (5) a mieszalnikiem (7), zamontowanym w układzie dolotowym. Jego otwarcie (ustawiane podczas regulacji) pozwala dostosować ilość LPG do zapotrzebowania silnika.

Mieszalnik (7)
Wprowadza gaz do układu dolotowego silnika, w którym jest montowany, najczęściej przed przepustnicą. Przepływające powietrze powoduje wysysanie paliwa gazowego z mieszalnika i tworzenie mieszanki gazowo-powietrznej, dostarczanej do cylindrów silnika.
Mieszalniki mogą mieć różną budowę i kształt (przekrój), wynikające z zasady działania i specyfiki zabudowy w danym silniku.

Elektrozawór benzynowy (9)
Stosowany w silnikach gaźnikowych, montowany w komorze silnikowej na przewodzie paliwowym, odcina dopływ benzyny do gaźnika podczas zasilania gazem.

Przekaźnik z okablowaniem lub emulator wtryskiwaczy (9, schemat 2)
Stosowany w silnikach z wtryskiem paliwa, montowany w komorze silnikowej, służy do wyłączenia zasilania wtryskiwaczy benzynowych (odcięcia dopływu benzyny) podczas zasilania silnika gazem.

Przełącznik rodzaju zasilania (8)
Montowany w kabinie kierowcy, służy do przełączania rodzaju zasilania silnika z benzyny na gaz i odwrotnie, co jest najczęściej sygnalizowane zaświeceniem odpowiedniej diody. Steruje pracą instalacji, w przypadku silników gaźnikowych poprzez otwieranie lub zamykanie odpowiednich elektrozaworów (benzynowego i gazowego), a w przypadku silników z wtryskiem benzyny poprzez otwieranie i zamykanie elektrozaworu gazowego i włączanie bądź wyłączanie przekaźnika lub emulatora wtryskiwaczy. W silnikach gaźnikowych stosuje się przełączniki rodzaju zasilania trójpozycyjne (benzyna-zero-gaz), silniki z wtryskiem paliwa są wyposażone w przełączniki dwupozycyjne (benzyna-gaz).

Landi RenzoSchemat 2: Rozmieszczenie elementów instalacji I generacji do silników z wtryskiem paliwa (1- zawór tankowania, 2- zbiornik gazu, 3-wielozawór, 4- elektrozawór gazowy, 5- reduktor-parownik, 6- zawór regulacyjny, 7- mieszalnik, 8- przełącznik rodzaju zasilania, 9- przekaźnik z okablowaniem lub emulator wtryskiwaczy, A- przewód gazowy wysokiego ciśnienia, B- przewód gazowy niskiego ciśnienia)

Zasada działania
Skroplona mieszanina propanu-butanu jest magazynowana w zbiorniku gazu (2). Z chwilą otwarcia elektrozaworu zbiornika, będącego częścią wielozaworu (3), na skutek panującego nadciśnienia, gaz w fazie ciekłej przez przewód (A) umieszczony pod samochodem trafia do elektrozaworu gazowego (4), a z niego do reduktora-parownika (5). W reduktorze gaz odparowuje i następuje obniżenie jego ciśnienia do wartości nieco powyżej ciśnienia atmosferycznego. Odparowany gaz, poprzez przewody elastyczne (B), zawór regulacyjny (6) i mieszalnik (7), dostaje się do kolektora dolotowego i dalej do komór spalania silnika. Do wyboru rodzaju paliwa służy przełącznik rodzaju zasilania (8), znajdujący się w kabinie kierowcy, sterujący otwarciem odpowiednich elektrozaworów: benzynowego (9) i gazowego (4) - dla silników gaźnikowych. W przypadku silników z wtryskiem benzyny, steruje on pracą elektrozaworu gazowego (4) i przekaźnika lub emulatora wtryskiwaczy (9, schemat 2). W zależności od ustawionej na przełączniku pozycji rodzaju pracy, silnik jest zasilany wybranym przez kierowcę paliwem, co jest najczęściej sygnalizowane świeceniem odpowiedniej diody.

Użytkowanie instalacji I generacji - silnik gaźnikowy
Przełącznik stosowany w samochodach gaźnikowych ma 3 pozycje przełączania:
-pozycja „benzyna”,
-pozycja pośrednia („zero”),
-pozycja „gaz”.

Przełączanie z benzyny na gaz
Jadąc na benzynie, przestawiamy przełącznik rodzaju zasilania z pozycji „benzyna” (świeci się dioda zasilania benzyną) w pozycję pośrednią(„zero”) - dioda zasilania benzyną gaśnie, co powoduje zamknięcie elektrozaworu benzynowego (9), przy czym elektrozawór gazowy (4) nadal pozostaje w pozycji zamkniętej. Silnik pracuje na benzynie pozostałej w komorze pływakowej gaźnika. Jej zużycie objawia się przerywaną pracą silnika i spadkiem mocy. Wtedy należy przestawić przełącznik w pozycję „gaz” (otwiera się elektrozawór gazowy (4), elektrozawór benzynowy (9) pozostaje zamknięty) - zaświeca się dioda zasilania gazowego, silnik jest zasilany gazem. Czynność tę można wykonywać również na postoju, postępując tak samo, jak w czasie jazdy. Aby operacja przełączania na postoju przebiegła płynnie, można podczas przełączania i wypalania reszki benzyny z gaźnika wprowadzić silnik na lekko podwyższone obroty.

Przestawienie przełącznika od razu z pozycji „benzyna” w pozycję „gaz” (z pominięciem pozycji pośredniej „zero”) powoduje, że silnik otrzymuje dwa paliwa jednocześnie. Wskutek tego pracuje nierówno i poszarpuje w czasie pracy. Może to doprowadzić do jego „zalania” i zgaśnięcia oraz problemów z ponownym uruchomieniem.

Przełączanie na zasilanie gazem należy wykonywać po lekkim rozgrzaniu silnika, po osiągnięciu przez ciecz chłodzącą temperatury kilkudziesięciu stopni Celsjusza.

Przełączanie z gazu na benzynę
Jadąc na gazie, przestawiamy przełącznik (8) z pozycji „gaz” (świeci się dioda zasilania gazem) od razu w pozycję „benzyna” (zaświeca się dioda zasilania benzyną) - pomijając pozycję pośrednią „zero” (elektrozawór benzynowy (9) zostaje otwarty, a elektrozawór gazowy (4) zamknięty). Jedziemy na benzynie. Przy tej czynności może nastąpić pewna zwłoka w zasilaniu silnika benzyną, wynikająca z konieczności napełnienia komory pływakowej, dlatego zaleca się, aby wykonywać ją w czasie jazdy. Eliminuje to możliwość zgaśnięcia silnika. Przełączanie z gazu na benzynę możliwe jest również na postoju - należy postępować tak samo, jak w czasie jazdy. Aby przełączanie na postoju przebiegło płynnie, można lekko zwiększyć prędkość obrotową silnika (poprzez dodanie gazu) przed przestawieniem przełącznika w pozycję „benzyna”. Przyspiesza to napełnienie komory pływakowej gaźnika benzyną i ogranicza możliwość zgaśnięcia silnika.

Uruchamianie silnika
W samochodach gaźnikowych z zamontowaną instalacją gazową zaleca się uruchamiać zimny silnik z wykorzystaniem benzyny. Jest to szczególnie istotne rano przy pierwszym rozruchu i w niskich temperaturach otoczenia. Dlatego kończąc jazdę poprzedniego dnia należy przełączyć silnik z zasilania gazowego na benzynę, co pozwoli nam uruchomić rano silnik na paliwie bazowym. Ciepły silnik można uruchamiać od razu z wykorzystaniem zasilania gazowego.

Gdy przepali się bezpiecznik
W układzie elektrycznym instalacji gazowych I generacji silników gaźnikowych znajduje się bezpiecznik. Jeśli ulegnie uszkodzeniu, oba elektrozawory - gazowy (4) i benzynowy (9) - zostają zamknięte, a na przełączniku rodzaju zasilania przestają świecić odpowiednie diody. Odcięcie paliwa powoduje unieruchomienia silnika.
Aby umożliwić awaryjną jazdę na benzynie, elektrozawór benzynowy jest wyposażony w widoczną na zewnątrz dźwigienkę lub śrubę. Przestawienie dźwigienki (lub wkręcenie śruby) powoduje mechaniczne otwarcie zaworu i możliwość kontynuowania jazdy na benzynie.

Użytkowanie instalacji I generacji - silnik z wtryskiem paliwa
Przełącznik stosowany w samochodach z wtryskiem paliwa ma 2 pozycje przełączania:
- pozycja „benzyna”,
- pozycja „gaz”.

Przełączanie z benzyny na gaz
Jadąc na benzynie, przestawiamy przełącznik (8) w pozycję „gaz” (świeci się dioda zasilania benzyną i pulsuje dioda zasilania gazem). Zwiększenie, poprzez dodanie gazu, prędkości obrotowej silnika do zadanej wartości (najczęściej ok. 2000 obr/min) powoduje uruchomienie przekaźnika lub emulatora (9, schemat 2) - urządzeń odłączających zasilanie wtryskiwaczy. Są one stosowane zamiennie, w zależności od rozwiązania układu wtrysku benzyny. Przekaźnik odłącza zasilanie, emulator dodatkowo podaje sygnały do centrali układu benzynowego, dzięki czemu nie „koduje” ona błędów wynikających z wyłączenia wtryskiwaczy. Jednocześnie otwierany jest elektrozawór gazowy (4) - silnik jest zasilany gazem (dioda sygnalizująca zasilanie benzyną - gaśnie a dioda sygnalizująca zasilanie gazem przestaje pulsować i zaświeca się na stałe). W różnych wersjach przełączników sposób sygnalizacji poszczególnych faz zasilania silnika (świecenia diod) może być różny. Przełączanie z benzyny na gaz można wykonywać w czasie jazdy lub na postoju.

Przełączanie z gazu na benzynę
Jadąc na gazie, należy przestawić przełącznik (8) w pozycję „benzyna”. Przywraca to zasilanie wtryskiwaczy benzynowych, jednocześnie zamykany jest elektrozawór gazowy (4). Gaśnie dioda sygnalizująca zasilanie gazem i zaświeca się dioda sygnalizująca zasilanie benzyną. W różnych wersjach przełączników sposób sygnalizacji poszczególnych faz zasilania silnika (świecenia diod) może być różny. Przełączenie na zasilanie benzyną można wykonywać zarówno na postoju, jak i w czasie jazdy.

Uruchamianie silnika
Większość przełączników stosowanych w samochodach z wtryskiem paliwa, wyposażonych w instalacje I generacji, ma funkcję automatycznego uruchamiania na benzynie. Jeżeli przełącznik jest w pozycji „gaz” (świeci się dioda sygnalizująca zasilanie benzyną i pulsuje dioda sygnalizująca zasilanie gazem), silnik uruchamia się na benzynie i dopiero po uzyskaniu odpowiedniej prędkości obrotowej następuje przełączenie na gaz (gaśnie dioda zasilania benzynowego a na stałe zaświeca się dioda zasilania gazowego). W różnych wersjach przełączników sposób sygnalizacji poszczególnych faz zasilania silnika (świecenia diod) może być różny. Z automatycznego trybu przełączania należy korzystać przy rozgrzanym silniku. Przy uruchamianiu zimnego silnika, przed przełączeniem na gaz należy rozgrzać silnik (przełącznik w pozycji „benzyna”).

Gdy przepali się bezpiecznik
W układzie elektrycznym instalacji gazowych I generacji silników z wtryskiem benzyny znajduje się bezpiecznik. Jeśli ulegnie uszkodzeniu, elektrozawór gazowy (4) zostaje zamknięty, a przekaźnik lub emulator (9, schemat 2) przywraca zasilanie silnika benzyną, co umożliwia kontynuowanie jazdy.

Zastosowanie
Systemy I generacji przeznaczone są do adaptacji na zasilanie gazowe samochodów z silnikami gaźnikowymi i z wtryskiem paliwa - bez katalizatora i sondy lambda.