Předměty:
- obecný
- Regulované a neregulované LPG systémy
- Autoplyn a plynová nádrž
- Plnicí připojení
- Plynový ventil
- Uzavírací ventil paliva
- Přechod z benzínu na plyn
- Provoz výparníku
- Systém s krokovým motorem se sušící plynovou hadicí (AMS)
- Vstřikování plynu (VSI/EGI)
- Obsluha výparníku EGI
- Vstřikování kapalného plynu (LPi)
- Spojovací blok (LPi)
- Vstřikovače (LPi)
Obecné:
Autoplyn se celosvětově v malém měřítku používá jako palivo pro motory osobních automobilů. (stav k roku 2013) na toto palivo jezdí přibližně 700.000 40 vozidel. Toto číslo se může snížit, protože bylo zrušeno zvýhodnění silniční daně pro veterány do 26 let. Sazba daně pro tato starší auta je stejná jako sazba pro mladší auto. Při demontáži (a samozřejmě kontrole) systému LPG budete moci znovu využít daňové zvýhodnění, pokud je vozidlo staré 40 až XNUMX let.
Autoplyn je pro životní prostředí lepší než například benzín nebo nafta. Výfukové plyny jsou čistší. Samotné palivo je také na litr levnější než benzín. Spotřeba je u LPG často o něco vyšší, ale bod zvratu je nízký. Výkon motoru u LPG oproti benzínu mírně klesá, s výjimkou systému LPi. Více o tom je vysvětleno ve spodní části této stránky.
Existují 3 různé typy LPG systémů. Tyto systémy jsou podrobně vysvětleny na této stránce:
- Systém s krokovým motorem v hadici sušícího plynu (AMS) (jednobodové vstřikování před plynový ventil)
- Vstřikování plynu (VSI/EGI) (vícebodové vstřikování na vstupním ventilu)
- Vstřikování kapalného plynu (LPi) (vícebodové vstřikování na vstupním ventilu)
Termín G2 nebo G3 se často používá:
Instalace G2 používají plynový Venturiho systém nebo vstřikování plynu. Na voze může být katalyzátor s lambda sondou a výbava se může rovnat instalaci G3. Přesto se na ně nemusí vztahovat daňové zvýhodnění instalace G3, protože vozidlo nesplňuje emisní normy ECE94-12 nebo vozidlo nebylo testováno uznávaným kontrolním orgánem. Instalace G3 využívají doby aktivace vstřikovače paliva vypočítané systémem řízení motoru. Tyto časy jsou převedeny na kontrolní časy pro plynové vstřikovače.
Regulované a neregulované systémy LPG:
U starých vozů (veteránů) bez systému řízení motoru, tedy bez katalyzátoru a lambda regulace, se používá neregulovaný systém LPG. Tento konvenční systém se používal až do roku 1990, protože v té době se zpřísnily ekologické požadavky. S neregulovaným systémem bylo také více problémů se zpětnými střelami. Řízený systém, jak se používá dodnes, je vybaven elektronickou řídicí jednotkou. Pomocí lambda sondy lze vstřikovat přesnější množství plynu. Katalyzátor přeměňuje škodlivé výfukové plyny na méně škodlivé.
Autoplyn a plynová nádrž:
Složení autoplynu se pohybuje mezi 30 % propanu a 70 % butanu v létě a až 70 % propanu a 30 % butanu v zimě. Butan již neopouští nádrž při teplotě -10 stupňů, protože tlak par je příliš nízký, takže procento musí být v zimě nižší než v létě. To se provádí automaticky na čerpacích stanicích. Pokud se s autem jezdí velmi málo, je šance, že nastanou problémy s palivem, protože složení v nádrži bylo ještě z teplejšího období.
Kapalný autoplyn je uložen v nádrži. Plyn má maximální pracovní tlak 2500 kPa (25 bar).
Nádrž s kapalným LPG by nikdy neměla být naplněna na 100 %, jinak nebude dostatek místa pro expanzi plynu při zahřátí. Plynová nádrž je navržena tak, že ji lze naplnit pouze z 80 %. Kapalný autoplyn opouští nádrž přes elektromagnetický odběrný ventil, který se otevře při nastartování motoru. V tomto případě kapalný autoplyn proudí potrubím k plynovému ventilu. Více o tom později na této stránce.
Po vyrobení nádrže je do nádrže vyraženo datum výroby. Nádrž bude shledána v dobrém stavu dalších 10 let. Plynové nádrže jsou testovány na tlak 3000 kPa (30 bar). Tlak při roztržení plynové nádrže je 10.000 100 kPa (XNUMX bar). Kolem přívěsků je umístěna plynotěsná schránka, která se nazývá schránka na přívěsky. Přídavný box je připojen k venkovnímu vzduchu pomocí ventilační hadice. Účelem přídavného boxu je v případě úniku odvést stávající unikající plyny do venkovního vzduchu. Tyto unikající plyny nesmí v žádném případě vniknout do interiéru.
Plynové nádrže jsou připevněny k ocelovému pomocnému rámu pomocí napínacích popruhů. Tento ocelový pomocný rám je přišroubován ke karoserii vozu. Mezi nádrž a napínací popruhy byly umístěny plastové pásy pro ochranu. Plynová nádrž nesmí být připojena ke karoserii jiným způsobem!
Plnicí připojení:
V plnicí přípojce je závit. Do toho lze našroubovat adaptér (adaptér). To může být nutné při tankování v zahraničí. Vnější plnicí ventil je vybaven zpětným ventilem, který zabraňuje zpětnému proudění plynu po naplnění. Čerpadlo na čerpací stanici bude tlačit plyn pod tlakem přes tuto plnicí přípojku. Plyn proudí plnicí hadicí do plynové nádrže přes plnicí přípojku.
Plynový ventil:
Plynový ventil se montuje co nejblíže k výparníku. Uzavírací ventil plynu je aktivován, když je zapnuto zapalování a spínač voliče paliva je nastaven na plyn. Řídící jednotka ovládá tento plynový ventil. Řízení se zastaví, když se motor vypne Autoplyn, který vstupuje do plynového ventilu z plynové nádrže, proudí přes filtr. Když není cívka pod napětím, ventil uzavře průchod do výparníku. LPG pak vstupuje do prostoru kolem a nad ventilem přes otvor „A“. Protože LPG tlačí na ventil, je průchod do výparníku pevně uzavřen. Jakmile je cívka pod napětím, jádro z měkkého železa se stane magnetickým. Magnetismus táhne ventil směrem nahoru. Průchod do výparníku je nyní otevřený, takže autoplyn může proudit do výparníku. Jakmile motor zabrzdí, plynový ventil dočasně uzavře přívod plynu, dokud řidič znovu nezrychlí.
Uzavírací ventil paliva:
Při jízdě na plyn se vypne přívod benzínu. V tu chvíli není cívka pod napětím a ventil uzavře průchod. Když znovu přepnete z plynu na benzín, cívka se nabudí a jádro z měkkého železa se stane magnetickým. Tím se ventil vytáhne nahoru a umožní benzínu projít.
Přechod z benzínu na plyn:
Pokud nastartujete na benzín a přepnete na plyn, toto přepnutí neproběhne okamžitě. Motor dočasně běží na obě paliva. To zajišťuje hladký přechod z benzínu na plyn. Tato situace se nazývá „double run time“.
Řídicí jednotka určuje, jak dlouho motor běží na obě paliva současně. U studeného motoru to bude déle než u teplého motoru, protože vypařování paliva je ve studeném venkovním vzduchu horší. Po několika minutách (v závislosti na systému a teplotách) se přívod paliva úplně vypne přes uzavírací ventil paliva.
Provoz výparníku:
Aby byl provoz výparníku co nejjasnější, je výparník na obrázku nakreslen co nejjednodušeji. Později na této stránce bude uvedeno vysvětlení skutečného (EGI) výparníku, což je mnohem obtížnější. Proto je nejprve vysvětlen jednoduchý výparník, aby byly jasné základy.
Úkolem výparníku je přeměnit kapalný automobilový plyn v nádrži na plynný. Kapalný plyn se musí odpařit (odtud název výparník). K odpaření kapalného plynu je potřeba teplo. Toto teplo se odebírá z chladicí kapaliny. Ten se zahřívá motorem a má tedy při provozní teplotě motoru kolem 90 stupňů. Je důležité, aby se výparník zahřál co nejrychleji, proto se chladicí kapalina vypouští před termostatem. To je možné i u chladícího okruhu ohřívače, protože i toto přívodní vedení je připojeno před termostat.
Protože výparník vyžaduje čisté teplo, je logické, že se motor musí nejprve zahřát, než může začít proces odpařování. To je také důvod, proč nemůžete startovat přímo na plyn. Při studeném startu poběží motor prvních pár minut na benzín, než se systém přepne na plyn.
Teoretický provoz výparníku:
Místnost A je místnost prvního schodiště, místnost C je místnost druhého schodiště.
V místnostech B a D převládá referenční tlak, což je v tomto případě tlak venkovního vzduchu.
Plynový ventil otevřený, motor neběží:
Kapalný LPG proudí z plynojemu přes ventil 1. stupně do místnosti A. LPG přechází z kapalného do plynného skupenství.
LPG vytváří tlak v prostoru A. Tento tlak tlačí membránu 1. stupně doleva. Pružina 1 je stlačena, zatímco pružina 2 se uvolňuje. Při tlaku v místnosti A přibližně 135 kPa je membrána 1. stupně posunuta natolik doleva, že se ventil 1. stupně uzavře. Do prostoru A již neproudí žádný LPG. Pružina 3 zajišťuje, že ventil 2. stupně zůstane v tomto stavu uzavřen.
Plynový ventil otevřený, motor běží:
Když motor běží, nasávaný vzduch vytváří podtlak na výstupním otvoru směšovače plynu/vzduchu. Tento podtlak putuje hadicí sušicího plynu do prostoru C (2. stupeň) výparníku/regulátoru tlaku. Referenční tlak v prostoru D nyní způsobí pohyb membrány druhého stupně doleva. Pružina 3 se stlačí a otevře se ventil druhého stupně. Autoplyn nyní proudí z místnosti A do místnosti C a odtud do motoru. Protože LPG proudí z místnosti A do místnosti C, klesá tlak v místnosti A. Ventil prvního stupně se otevře, takže LPG opět proudí z nádrže do místnosti A. LPG, který proudí kolem ventilu druhého stupně do prostoru C, vytváří tlak v prostoru C. V závislosti na potřebě paliva motoru zaujme membrána druhého stupně určitou polohu, takže se průchod ventilu druhého stupně zvětší nebo zmenší. Čím větší je podtlak na výstupních otvorech směšovače plynu/vzduchu, tím více LPG může proudit do motoru. Je vytvořena rovnovážná situace, ve které v závislosti na podtlaku na výstupních otvorech směšovače plyn/vzduch proudí více nebo méně plynu kolem ventilů prvního a druhého stupně.
Systém s krokovým motorem se sušící plynovou hadicí (AMS):
Toto je systém AMS společnosti Vialle. Nádrž obsahuje kapalný autoplyn. Výparník/regulátor tlaku zajišťuje odpařování plynu při výstupu z nádrže a snížení tlaku. Množství plynu opouštějícího výparník je řízeno Venturiho trubicí ve směšovači plynu a vzduchu, který vytváří podtlak. Čím větší je podtlak, tím více LPG je nasáváno. Podtlak závisí na otáčkách a zatížení motoru (vzhledem k rychlosti vzduchu). Takže s více otáčkami se zvyšuje množství nasávaného plynu. To však není ve skutečnosti přesné. Pro dodání přesně takového množství plynu, které motor potřebuje, je nutné jemné seřízení. Správný směšovací poměr byl vypočten pomocí měření lambda sondou.
Pokud bylo vstříknuto příliš málo plynu, je směs chudá (lambda > 1). Pokud je plynu příliš mnoho, směs je příliš bohatá (lambda < 1). (Znak > znamená větší než a < znamená menší než). To změří lambda sonda ve výfukových plynech. Řízení motoru tedy rozpozná příliš bohatou nebo příliš chudou směs a ovládne krokový motor. Krokový motor pak průchod plynu zvětšuje nebo zmenšuje. Tento krokový motor bývá umístěn na výparníku. Během studeného startu bude tento krokový motor v neutrální poloze a ještě nepracuje. Motor stále běží v situaci „otevřené smyčky“. To znamená, že signál lambda sondy se ještě nepoužívá, protože je stále aktivní obohacování studeného startu. Nevýhodou systému AMS je jednobodové vstřikování. Plyn je vstřikován před škrticí klapku a je distribuován se vzduchem přes různé válce. Vzhledem k velkému množství plynu v přívodním potrubí existuje silné riziko zpětného vzplanutí.
Vstřikování plynu (VSI/EGI):
Jedná se o Vapor Sequential Injection (VSI) nebo Electronic Vapor Gas Injection (EGI). Pro pohodlí se nyní nazývá pouze EGI. Systém vstřikování par plynu je vícebodový vstřikovací systém, který je řízen pomocí řídicí jednotky. Vstřikování nyní může probíhat na válec místo centrálně před škrticí klapkou. To může být u 4válcového motoru, ale klidně i u 6 nebo 8válcového. Plyn je vstřikován těsně před vstupním ventilem. Šance na zpětný chod je nyní mnohem menší ve srovnání se systémem AMS. U tohoto typu plynové instalace musí být ke spuštění motoru vždy použit benzín. Po krátké době se plynový systém automaticky zapne.
Úkon:
LPG pochází z výparníku v plynném stavu. Tlak byl snížen regulátorem tlaku ve výparníku. Plyn pak proudí do distribučního domu. Distribuční pouzdro dávkuje množství plynu a rozděluje ho mezi vstřikovače pomocí řídicích štěrbin. Vstřikovače vstřikují plynný plyn do sacího potrubí těsně před sací ventil.
Provoz výparníku EGI:
Následující text se vztahuje k obrázku níže.
- První fáze provozu:
Ve stavu bez tlaku pružina 6 proti membráně 7 páku proti pružině 8 zatlačte dolů a uvolněte ventil 1. stupně 3 je otevřeno.
Když plyn na vstupní průchodce 1 vnikne, plyn poruší membránu 7 proti jaru 6 tlačit nahoru. Sifon 4 je nyní propuštěn, a peří 8 zatlačí páku nahoru. Tím dojde k uzavření ventilu 1. stupně 3.V horní části membrány 7 v motoru je podtlak, což znamená, že i tlak v 1. stupni se stává závislým na podtlaku motoru. Tlak v 1. stupni lze nastavit seřizovacím šroubem 5. Tlak 1. stupeň = Upravený tlak 1. stupeň – podtlak motoru.
- Operace ve druhé fázi:
Plyn v prvním stupni může zpočátku procházet uvolněným otvorem přes ventil druhého stupně 13. Plyn pak tlačí na pružinu 11 a membrána 10, což způsobuje ventil 2. stupně 13 do jara 14 zavírá.
Na spodní straně membrány 10 v motoru je podtlak, to znamená, že tlak ve 2. stupni závisí na podtlaku motoru. Tlak ve 2. stupni lze nastavit seřizovacím šroubem 12.
Tlak 2. stupeň = Upravený tlak 2. stupeň – podtlak motoru.
- Ochrana proti přetlaku 1. stupeň:
Když se tlak v 1. stupni příliš zvýší, membrána se zvýší 7 spolu s membránovou deskou 19 posunout nahoru.
Když osa bránice 18 proti seřizovacímu šroubu 17 se zastaví, osa bránice 18 ne dále nahoru.
Membrána 7 se pohybuje s membránovou deskou 19 dále nahoru, čímž vznikne membránová deska 19 v užší části osy membrány 18 bude ležet. Vzniká zde otvor, kterým prochází prostorem plyn z 1. stupně 16, kanál 20 a tlaková průchodka potrubí 15 do sacího potrubí motoru.
- Zpětná vazba:
Tlak plynu z 1. stupně může být přiváděn přes kanál 22 pod pístem 23 přijít.
Tento tlak plynu tedy působí na píst ve spodní části 23, oproti tlaku plynu z 1. stupně na ventilu 2. stupně 21.
Nyní bude tlak plynu 1. stupně na ventilu 2. stupně 21 již neovlivňují otevírání ventilu 2. stupně 21, protože tlak plynu 1. stupně je pod plunžrem 23 je v opačném směru.
Vstřikování kapalného plynu (LPi)
LPi znamená: vstřikování kapalného propanu). Při vstřikování kapalného plynu je autoplyn vstřikován jako kapalina. V tomto systému tedy není žádný výparník.
Protože se kapalný plyn nemusí odpařovat, můžete jednoduše začít na plynu. Systém vstřikování benzínu je tedy vlastně vyřazen z provozu. To má nevýhodu v tom, že systém vstřikování benzínu se může kontaminovat v důsledku málo častého používání. Je proto vhodné občas na chvíli jet na benzín. Systém LPi se snaží co nejvíce přiblížit systému vstřikování benzínu. Kapalný autoplyn je vstřikován přes vstřikovače na sacím ventilu (přesně jako nepřímo vstřikované benzínové motory).
Výparník a směšovač plynu a vzduchu byly nahrazeny spojovacím blokem a vstřikovači. V nádrži je instalováno čerpadlo pro čerpání kapalného autoplynu. Vstřikování kapaliny je řízeno ze stávajícího systému řízení motoru, který si plně zachovává a využívá své samoučící se vlastnosti. Systém LPi pouze využívá signál doby otevření benzínového vstřikovače a převádí jej na LPG. Kapalný LPG lze velmi přesně dávkovat. Lepší než plyn ve formě páry.
Systém LPi sleduje strategii vstřikování benzínové řídicí jednotky. Všechny možnosti, jako je vypínání paliva při zpomalování, omezení rychlosti, obohacení při plné zátěži a ovládání lambady, jsou také provozovány na LPG. S LPi motor neztrácí výkon. To je způsobeno absencí efektu vytěsňování vzduchu, který zůstává při dávkování páry. Vlivem vytěsňování vzduchu se hladina naplnění motoru sníží přibližně o 6 %. Vstřikování kapaliny také poskytuje chladicí účinek pro odpařování plynu ve válci. To bude mít za následek lepší úroveň plnění. To má za následek také lepší výkon motoru. Spotřeba paliva je stále vyšší než při jízdě se stejným motorem na benzín, protože na kg plynu připadá méně spalovací energie než v jednom kg benzínu.
Pro vstřikování LPG v kapalné formě je nutný vysoký systémový tlak. Systémový tlak dodává membránové čerpadlo v nádrži. To čerpá LPG přes spojovací blok do vstřikovačů LPG. Tlak v systému se nastavuje regulátorem tlaku na 5 barů nad tlak v láhvi.
Zahřívání by mohlo způsobit vznik bublinek páry v potrubí. Pára je stlačitelná, a proto ji nelze přesně vstřikovat. Čerpáním kapalného LPG pod tlakem je zabráněno zahřívání, a proto je zabráněno jakémukoli výparu v potrubí. Trubky jsou rovněž plastové a tepelně izolované.
Na vratném potrubí je také namontován filtr, který musí zadržet případné nečistoty a kovové částice.
Spojovací blok (LPi):
Spojovací blok tvoří spojení mezi nádrží a vstřikovači (viz obrázek níže). Ve spojovacím bloku je zahrnut elektromagnetický ventil, který se otevírá a zavírá současně s odběrným ventilem na nádrži. Regulátor tlaku (který byl normálně součástí výparníku) a tlakový senzor jsou také namontovány ve spojkovém bloku. Na spojovacím bloku jsou 4 přípojky. Ohebné vysokotlaké trubky jsou ke spojovacímu bloku připevněny banjo šroubem. Připojení nesmí být zaměněno kvůli průtoku LPG. V případě závady je nutné blok spojky kompletně vyměnit, protože se rozhodně nesmí rozebírat.
Vstřikovače (LPi):
Ke vstřikování kapalného autoplynu se používají „vstřikovače se spodním přívodem“. Tento typ vstřikovače má výhodu (na rozdíl od vstřikovačů s horním přívodem), že teplo z vstřikovací cívky nezpůsobuje zahřívání autoplynu. Ve vstřikovači také nezůstává téměř žádná zásoba LPG. Cívka vstřikovače má odpor 1,8 Ohm. Před vstupem plynu vstřikovače se spodním přívodem je namontován filtr, aby se do vstřikovače nedostaly hrubé montážní nečistoty.
Vstřikovače jsou umístěny v univerzálním držáku vstřikovačů. Těsnění zajišťují O-kroužky. Vstřikovač je držen na místě šroubovaným kroužkem. Podle umístění na rozdělovači je plyn veden přes odtokové potrubí (viz díl 9 na obrázku).
