Wariator zamiast lubryfikacji?

Dlaczego tak ważna jest ochrona zaworów w silnikach zasilanych LPG?

Temperatura generowana w silnikach zasilanych paliwami gazowymi jest wyższa niż przy zasilaniu benzyną o kilkadziesiąt stopni Celsjusza. Czy to duża różnica dla silnika?

fot. BoschZawory są najbardziej obciążonymi cieplnie elementami silników, dlatego w niektórych silnikach w czasie zasilania LPG, które spala się dużo wolniej niż benzyna, należy je dodatkowo chronić

Z pewnością nie jest to różnica mogąca mieć zasadniczy wpływ na trwałość głowicy i pracujących w niej zaworów. Jednak gaz spala się wolniej, co powoduje, że temperatura oddziałuje na ścianki głowicy, gniazda zaworowe i zawory dłużej niż na benzynie, a czasami spalanie przedłuża się na suw wylotu spalin, zwiększając obciążenie cieplne zaworów wylotowych.

Dodatkowo w najbardziej popularnych na rynku gazowych układach zasilania LPG jest podawane do silnika w stanie gazowym. Gaz z mniejszą intensywnością odbiera ciepło od głowicy zaworów i gniazd niż będąca w stanie ciekłym benzyna. Wszystko to powoduje, że silnik zasilany paliwem gazowym jest bardziej obciążony cieplnie niż przy pracy na benzynie.

Jeśli do tego dodamy brak luzu zaworowego w układzie rozrządu (wskutek zaniedbań w zakresie jego kontroli i regulacji), skutkujący brakiem kontaktu zaworów z gniazdami w pozycji zamkniętej i w konsekwencji brakiem ich chłodzenia oraz, będące wynikiem zaniedbań w zakresie obsługi instalacji gazowej, zubożenie mieszanki gazowo-powietrznej, powodujące znacznie wyższe temperatury w komorach spalania i dodatkowe wydłużenie procesu spalania, zużycie zaworów i ich gniazd jest tylko kwestią czasu.

Jak zapobiec nadmiernemu zużywaniu się gniazd zaworowych?

Przede wszystkim poprzez odpowiednią obsługę silnika i instalacji gazowej.

Problem szybszego zużywania się zaworów i ich gniazd dotyczy zwłaszcza silników z ręcznie regulowanymi luzami (bez hydraulicznych popychaczy).

Większość z nich w trakcie eksploatacji na gazie wymaga częstszej niż na benzynie kontroli i ewentualnej korekty wartości luzów zaworowych.

W zależności od typu silnika i sposobu regulacji kontrolę tę wykonuje się co 15 - 30 tys. km.

Po co stosuje się lubryfikację?

Układy lubryfikacji dawkują specjalny środek do kanałów dolotowych. Wytwarza on na zaworach i ich gniazdach bardzo twardą powłokę ograniczającą ich zużycie. Zapewnia ona odpowiednią wytrzymałość mechaniczną w wysokich temperaturach oddziałujących na zawory znacznie dłużej niż na benzynie.

fot. AC S.A.Montaż wariatora STAG TAP 03

Lubryfikacja niweluje skutki przewlekłego procesu spalania LPG i podwyższonej temperatury.

Przewlekłości spalania mieszanki gazowo-powietrznej nie da się wyeliminować ale stosując wariator kąta wyprzedzenia zapłonu, czyli urządzenie elektroniczne pozwalające na zmianę kąta wyprzedzenia zapłonu można przesunąć proces spalania w czasie tak, aby kończył się on znacznie wcześniej (tak jak na benzynie).

W silnikach benzynowych kąt wyprzedzenia zapłonu jest zoptymalizowany pod kątem spalania tego właśnie paliwa. Jest on dobierany w taki sposób by maksymalne ciśnienie w komorach spalania zawsze występowało tuż po górnym martwym położeniu (GMP) tłoka. Dzięki temu silnik uzyskuje odpowiednią moc i moment obrotowy oraz zużywa najmniej paliwa.

Jeśli przy takich samych nastawach kąta wyprzedzenia zapłonu zmienimy paliwo na LPG, które spala się dużo wolniej niż benzyna maksymalne ciśnienie spalania wypadnie znacznie dalej po GMP tłoka, powodując spadek parametrów silnika oraz wzrost zużycia paliwa. Dodatkowo spalanie może przeciągnąć się na suw wylotu, co zwiększa obciążenie cieplne zaworów wylotowych.

fot. AC S.A.Płyn do lubryfikacji z oferty TytanGas

Zwiększając kąt wyprzedzenia zapłonu, czyli przyspieszając zapłon mieszanka gazowo-powietrzna w komorach spalania jest zapalana wcześniej. Dzięki temu maksymalne ciśnienie wypadnie tuż po GMP (tak jak na benzynie), a spalanie skończy się znacznie wcześniej nie narażając zaworów wylotowych i ich gniazd na wypalanie.

Zalety zastosowania wariatora do ochrony zaworów

Stosując wariator zapłonu można osiągnąć skutek podobny do wynikającego z wykorzystania układu lubryfikacji. Zastosowanie wariatora będzie miało najbardziej pozytywny efekt w silnikach podatnych na wypalanie zaworów wylotowych, ponieważ można dzięki niemu wyeliminować przeciąganie się procesu spalania na suw wylotu.

Dodatkowo wariator eliminuje kilka wad układów lubryfikacji.

Jedną z najważniejszych jest brak oddziaływania lubryfikacji lub ograniczony jej wpływ na zawory wylotowe, znacznie bardziej obciążone cieplnie niż zawory dolotowe. Dodatkowo najczęściej stosowana lubryfikacja podciśnieniowa, w której do podawania środka lubryfikującego wykorzystywane jest podciśnienie w układzie dolotowym, przestaje działać gdy silnik jest użytkowany z dużym obciążeniem.

Przy całkowicie otwartej przepustnicy podciśnienie w kolektorze jest tak małe, że środek lubryfikujący nie jest podawany w odpowiedniej ilości. A to właśnie w takich warunkach użytkowania zawory są najbardziej narażone na przegrzewanie.

Lubryfikacji podciśnieniowej nie można zastosować w silniku doładowanym, w którym w kolektorze dolotowym panuje nadciśnienie.

Wariator kąta wyprzedzenia zapłonu działa niezależne od wszystkich wymienionych czynników, a dodatkowo chroni zawory wylotowe. Ponadto wariator kąta wyprzedzenia zapłonu zmniejsza zużycie LPG i pozwala na wzrost parametrów silnika pracującego na paliwie gazowym.