Bezpośredni wtrysk LPG - będzie taniej?

W 2015 r. w Instytucie Transportu Samochodowego (ITS) w Warszawie przeprowadzono testy emisyjne systemu, który ma być uniwersalną instalacją wtrysku ciekłego LPG do silników z bezpośrednim wtryskiem benzyny.

fot. gazeo.plVolkswagen Golf GTI podczas testu emisyjnego w Instytucie Transportu Samochodowego

Autor rozwiązania polegającego na wtryskiwaniu LPG wprost do komór spalania przez wtryskiwacze benzynowe, Jacek Marenin, pierwsze próby tej koncepcji zasilania gazowego prowadził już w 2005 r. Wtedy właśnie w silniku z pośrednim wtryskiem benzyny zastąpił benzynę ciekłym paliwem gazowym podawanym przez oryginalne wtryskiwacze. Samochód z tak zaadaptowanym silnikiem sprawował się bardzo dobrze, przełamano pierwsze obawy o sterowanie dawką LPG przez wtryskiwacze benzynowe.

Upowszechniające się później silniki z bezpośrednim wtryskiem benzyny okazały się idealne w kontekście wykorzystania tego rozwiązania, ponieważ przy zasilaniu LPG nie wymaga ono wyłączania wtryskiwaczy benzynowych.

A to jest największy problem silników z bezpośrednim wtryskiem benzyny, ponieważ wyłączenie, umieszczonych w komorach spalania, wtryskiwaczy benzynowych grozi trwałym ich uszkodzeniem w związku z pozbawieniem chłodzenia i oczyszczania z produktów spalania ich końcówek (przez przepływającą benzynę).

W omawianym rozwiązaniu rolę chłodzenia przejmuje przepływające przez wtryskiwacze benzynowe LPG. Taka koncepcja zasilania gazowego silników z bezpośrednim wtryskiem benzyny jest najprostsza z możliwych. A jak wiadomo rozwiązania najprostsze są z reguły genialne. Niestety ta prosta koncepcja gazowego układu zasilania wymagała pokonania wielu trudności związanych z dopracowaniem jej szczegółów. Trwało to w sumie 9 lat.

fot. gazeo.plBezpośredni wtrysk LPG w fazie ciekłej sterowany przez sterownik benzynowy. Widoczne na ścianie grodziowej urządzenie przypominające sterownik gazowy służy tylko jako interfejs do podłączenia z komputerem, który umożliwia podgląd niektórych parametrów

Samochód, który był badany w ITS (Volkswagen Golf GTI) wykorzystywał takie właśnie rozwiązanie. Jak podkreśla autor najważniejszym elementem całego układu bezpośredniego wtrysku LPG jest, umieszczona w zbiorniku, pompa paliwa. Jest to element wyprodukowany przez uznanego wytwórcę pomp, który stworzył ją specjalnie pod kątem zastosowania do LPG. Dzięki temu jest ona niezwykle trwała i odporna na gaz o zróżnicowanej jakości. Według Jacka Marenina ma to kluczowe znaczenie dla poprawności działania i trwałości całego gazowego układu zasilania. Opracowanie pompy oraz faza jej testów trwały kilka lat.

W czasie pracy w samochodzie pompa nigdy nie pracuje z maksymalną wydajnością, co także pozytywnie wpływa na jej trwałość.

Pompa jest zamontowana w zbiorniku LPG i tłoczy LPG w stanie ciekłym do dalszej części układu. Trafia ono do dostosowanej do tego benzynowej pompy wysokiego ciśnienia (montowanej na silniku), która zwiększa ciśnienie LPG i doprowadza je do wtryskiwaczy benzynowych umieszczonych w komorach spalania. Te dawkują paliwo gazowe w odpowiednich do zapotrzebowania silnika porcjach.

fot. gazeo.plZbiornik paliwa systemu bezpośredniego wtrysku LPG w fazie ciekłej zawiera pompę gazu, która wedle opinii twórców systemu charakteryzuje się wysoką trwałością

Pompa ma homologację wg regulaminu 67 EKG ONZ i jest zamontowana w taki sposób, że jej ewentualna wymiana jest bardzo prosta. Czynność ta zajmuje co najwyżej kilkanaście minut. Nie ma przy tym konieczności opróżniania zbiornika z gazu.

Najciekawszą cechą nowego systemu jest to, że do jego sterownia oraz pracującą ze zmienną wydajnością pompą jest wykorzystywany wyłącznie sterownik benzynowy. Stanowi to znaczne uproszczenie układu. Nie ma sterownika LPG, nie jest konieczne stosowanie specjalnego oprogramowania przeliczającego dawkę paliwa dla LPG. Wszystkim zarządza oryginalny, montowany w samochodzie, sterownik benzynowy, który w ramach autoadaptacji dostosowuje dawkowanie LPG w taki sposób, aby zapewnić odpowiednie parametry silnika i zgodność składu spalin z obowiązującymi wymaganiami emisyjnymi.

Według autorów rozwiązania taki algorytm sterowania zasilaniem silnika powoduje, że zużycie LPG jest praktycznie takie samo jak zużycie benzyny.

Twórcy prezentowanego systemu zasilania gazowego mają już homologacje, zgodne z regulaminem 67 EKG ONZ, wtryskiwaczy benzynowych do silników z bezpośrednim wtryskiem benzyny i wysokociśnieniowych pomp benzynowych do używania ich na LPG.

Obecnie, będąc właścicielem samochodu za 30-40 tys. zł trudno podjąć decyzję o montażu systemu zasilania gazowego za 8-9 tys. zł (tyle kosztują rozwiązania konkurencyjne). Jak zapewniają autorzy prezentowany system ma być o kilkadziesiąt procent tańszy, co może stanowić przełom w zakresie zasilania LPG jednostek napędowych z bezpośrednim wtryskiem benzyny i przyczynić się do popularyzacji gazowych układów zasilania do tego typu silników.