Autogas

Thèmes:

Général
Systèmes GPL réglementés et non réglementés
Autogaz et réservoir d'essence
Connexion de remplissage
Robinet de gaz
Robinet d'arrêt de carburant
Passer de l'essence au gaz
Fonctionnement de l'évaporateur
Système avec moteur pas à pas avec tuyau de gaz de séchage (AMS)
Injection de vapeur de gaz (VSI/EGI)
Fonctionnement de l'évaporateur EGI
Injection de gaz liquide (LPi)
Bloc de couplage (LPi)
Injecteurs (LPi)

Général:
L’autogaz est utilisé à petite échelle dans le monde entier comme carburant pour les moteurs de voitures particulières. (en 2013), environ 700.000 40 véhicules fonctionnent avec ce carburant. Ce chiffre pourrait diminuer car l'avantage fiscal routier pour les voitures anciennes de moins de 26 ans a été supprimé. Le taux d’imposition de ces voitures plus anciennes est le même que celui d’une voiture plus jeune. Une fois le système GPL retiré (et bien sûr inspecté), vous pourrez à nouveau bénéficier de l'avantage fiscal si le véhicule a entre 40 et XNUMX ans.

L'autogaz est meilleur pour l'environnement que, par exemple, l'essence ou le diesel. Les gaz d'échappement sont plus propres. Le carburant lui-même est également moins cher au litre que l’essence. La consommation est souvent légèrement plus élevée avec le GPL, mais le point de bascule est bas. La puissance du moteur diminue légèrement avec le GPL par rapport à l'essence, à l'exception du système LPi. Plus d’informations à ce sujet sont expliquées au bas de cette page.

Il existe 3 types différents de systèmes GPL. Ces systèmes sont expliqués en détail sur cette page :

Système avec moteur pas à pas dans le tuyau de gaz de séchage (AMS) (injection monopoint avant la vanne gaz)
Injection de gaz vapeur (VSI/EGI) (Injection multipoint sur la vanne d'admission)
Injection de gaz liquide (LPi) (Injection multipoint sur la vanne d'admission)

Le terme G2 ou G3 est souvent utilisé :
Les installations G2 utilisent un système venturi à gaz ou une injection de gaz vapeur. Un pot catalytique avec sonde lambda peut être présent sur la voiture et l'équipement peut être égal à une installation G3. Malgré cela, ils ne peuvent pas bénéficier de l'avantage fiscal d'une installation G3, parce que le véhicule ne répond pas aux normes d'émission ECE94-12, ou parce que le véhicule n'a pas été testé par un organisme de contrôle reconnu. Les installations G3 utilisent les temps d'activation des injecteurs de carburant calculés par le système de gestion moteur. Ces temps sont convertis en temps de contrôle des injecteurs de gaz.

Systèmes GPL réglementés et non réglementés :
Dans les voitures anciennes (voitures anciennes) sans système de gestion moteur, c'est-à-dire sans pot catalytique ni contrôle lambda, un système GPL non régulé est utilisé. Ce système conventionnel a été utilisé jusqu’en 1990, car les exigences environnementales devenaient alors plus strictes. Il y a également eu davantage de problèmes de retour de flamme avec le système non réglementé. Un système contrôlé, tel qu'il est encore utilisé aujourd'hui, est équipé d'une unité de contrôle électronique. À l’aide de la sonde lambda, une quantité de gaz plus précise peut être injectée. Le catalyseur convertit les gaz d'échappement nocifs en gaz moins nocifs.

Autogaz et réservoir d'essence :
La composition du gaz auto varie entre 30 % de propane et 70 % de butane en été, et jusqu'à 70 % de propane et 30 % de butane en hiver. Le butane ne sort plus du réservoir à une température de -10 degrés car la pression de vapeur est trop faible, le pourcentage doit donc être plus faible en hiver qu'en été. Cela se fait automatiquement dans les stations-service. Si la voiture roule très peu, il est possible que des problèmes de carburant surviennent car la composition dans le réservoir provenait encore d'une période plus chaude.

L'autogaz liquide est stocké dans le réservoir. Le gaz a une pression de service maximale de 2500 25 kPa (XNUMX bars).

Un réservoir de GPL liquide ne doit jamais être rempli à 100 %, sinon l'espace pour que le gaz se dilate lorsqu'il est chauffé sera insuffisant. Le réservoir d'essence est conçu de telle manière qu'il ne peut être rempli qu'à 80 %. L'autogaz liquide quitte le réservoir via la vanne de prélèvement électromagnétique qui s'ouvre au démarrage du moteur. Dans ce cas, l’autogaz liquide s’écoule à travers le tuyau jusqu’à la vanne de gaz. Plus d’informations à ce sujet plus tard sur cette page.
Une fois le réservoir fabriqué, la date de fabrication est gravée sur le réservoir. Le réservoir sera jugé en bon état pour les 10 prochaines années. Les réservoirs de gaz sont testés à une pression de 3000 30 kPa (10.000 bar). La pression d'éclatement d'un réservoir d'essence est de 100 XNUMX kPa (XNUMX bar). Une boîte étanche aux gaz est placée autour des appendices, appelée boîte à appendices. Le caisson annexe est relié à l'air extérieur au moyen d'un tuyau de ventilation. Le caisson annexe a pour fonction d'évacuer les gaz de fuite existants vers l'air extérieur en cas de fuite. Ces gaz de fuite ne doivent absolument pas pénétrer à l'intérieur.
Les réservoirs de gaz sont fixés à un sous-châssis en acier avec des sangles de tension. Ce faux-châssis en acier est vissé à la carrosserie de la voiture. Des bandes de plastique ont été placées entre le réservoir et les sangles de tension pour plus de protection. Le réservoir d'essence ne doit pas être relié à la carrosserie d'une autre manière !

Connexion de remplissage :
Il y a un fil dans le raccord de remplissage. Un adaptateur (adaptateur) peut y être vissé. Cela peut être nécessaire lors d'un ravitaillement à l'étranger. La valve de remplissage extérieure est équipée d'un clapet anti-retour qui empêche le gaz de refluer après le remplissage. La pompe de la station-service poussera le gaz sous pression à travers ce raccord de remplissage. Le gaz s'écoule via le tuyau de remplissage jusqu'au réservoir de gaz via le raccord de remplissage.

Robinet de gaz:
La vanne gaz est montée le plus près possible de l'évaporateur. Le robinet d'arrêt de gaz est alimenté lorsque le contact est mis et que le sélecteur de carburant est sélectionné sur gaz. L'unité de contrôle contrôle cette vanne de gaz. Le contrôle est arrêté lorsque le moteur s'arrête. Le gaz automatique qui entre dans la vanne de gaz depuis le réservoir de gaz s'écoule à travers le filtre. Lorsque le serpentin n'est pas alimenté, la vanne ferme le passage vers l'évaporateur. Le GPL pénètre ensuite dans l'espace autour et au-dessus de la vanne via l'alésage « A ». Parce que le GPL appuie sur la vanne, le passage vers l'évaporateur est fermement fermé. Dès que la bobine est alimentée, le noyau de fer doux devient magnétique. Le magnétisme tire la valve vers le haut. Le passage vers l'évaporateur est désormais ouvert, afin que le gaz automobile puisse s'écouler vers l'évaporateur. Dès que le moteur freine, le robinet de gaz coupe temporairement l'alimentation en gaz jusqu'à ce que le conducteur accélère à nouveau.

Robinet d'arrêt de carburant :
Lorsque vous conduisez au gaz, l'alimentation en essence est coupée. A ce moment, la bobine n'est pas alimentée et la vanne ferme le passage. Lorsque vous passez à nouveau du gaz à l'essence, la bobine est alimentée et le noyau de fer doux devient magnétique. Cela tire la valve vers le haut, permettant à l’essence de passer.

Passer de l'essence au gaz :
Si vous démarrez à l'essence et passez au gaz, ce changement ne s'effectue pas immédiatement. Le moteur fonctionne temporairement avec les deux carburants. Cela garantit une transition en douceur de l’essence au gaz. Cette situation est appelée « temps de double exécution ».
L'unité de commande détermine la durée pendant laquelle le moteur fonctionne simultanément avec les deux carburants. Avec un moteur froid, cela sera plus long qu'avec un moteur chaud, car l'évaporation du carburant est plus faible dans l'air extérieur froid. Après quelques minutes (en fonction du système et des températures), l'alimentation en carburant est complètement coupée via le robinet d'arrêt de carburant.

Fonctionnement de l'évaporateur :
Pour rendre le fonctionnement de l'évaporateur aussi clair que possible, l'évaporateur dans l'image est dessiné aussi simplement que possible. Plus loin sur cette page, une explication sera donnée sur un évaporateur réel (EGI), ce qui est beaucoup plus difficile. C'est pourquoi le simple évaporateur est expliqué en premier pour clarifier les bases.

Le travail de l'évaporateur est de rendre gazeux le gaz liquide de la voiture dans le réservoir. Le gaz liquide doit être évaporé (d'où le nom d'évaporateur). La chaleur est nécessaire pour évaporer le gaz liquide. Cette chaleur est extraite du liquide de refroidissement. Celle-ci est réchauffée par le moteur et se situe donc autour de 90 degrés lorsque le moteur est à température de fonctionnement. Il est important que l'évaporateur chauffe le plus rapidement possible, c'est pourquoi le liquide de refroidissement est vidangé avant le thermostat. Ceci est également possible avec le circuit de refroidissement du chauffage, car cette conduite d'alimentation est également connectée avant le thermostat.
Étant donné que l’évaporateur nécessite de la chaleur pure, il est logique que le moteur doive d’abord être réchauffé avant que le processus d’évaporation puisse commencer. C’est aussi la raison pour laquelle on ne peut pas démarrer directement au gaz. Lors d'un démarrage à froid, le moteur fonctionnera à l'essence pendant les premières minutes avant que le système ne passe au gaz.

Fonctionnement théorique de l'évaporateur :
La pièce A est la pièce du premier escalier, la pièce C est la pièce du deuxième escalier.
Dans les pièces B et D règne la pression de référence, qui est dans ce cas la pression de l'air extérieur.

Vanne gaz ouverte, moteur ne tourne pas :
Le GPL liquide s'écoule du réservoir de gaz en passant par la vanne du 1er étage jusqu'à la salle A. Le GPL passe de la forme liquide à l'état gazeux.
Le GPL crée une pression dans l'espace A. Cette pression pousse la membrane du 1er étage vers la gauche. Le ressort 1 est comprimé, tandis que le ressort 2 se détend. Lorsque la pression dans la pièce A est d'environ 135 kPa, la membrane du 1er étage a été déplacée tellement vers la gauche que la vanne du 1er étage se ferme. Il n'y a plus de GPL arrivant dans l'espace A. Le ressort 3 assure que la vanne du 2ème étage reste fermée dans cet état.

Vanne gaz ouverte, moteur tournant :
Lorsque le moteur tourne, l'air d'admission crée une pression négative au niveau de l'orifice de sortie du mélangeur gaz/air. Cette dépression circule via le tuyau de gaz de séchage jusqu'à l'espace C (le 2ème étage) de l'évaporateur/régulateur de pression. La pression de référence dans l'espace D provoque désormais le déplacement du diaphragme du deuxième étage vers la gauche. Le ressort 3 est comprimé et la vanne du deuxième étage s'ouvre. L’essence automobile circule désormais de la pièce A vers la pièce C, et de là vers le moteur. Étant donné que le GPL circule de la pièce A vers la pièce C, la pression chute dans la pièce A. La vanne du premier étage s'ouvre, de sorte que le GPL circule à nouveau du réservoir vers la pièce A. Le GPL qui passe par la vanne du deuxième étage vers l’espace C crée une pression dans l’espace C. En fonction des besoins en carburant du moteur, le diaphragme du deuxième étage prendra une certaine position, de sorte que le passage de la soupape du deuxième étage deviendra plus ou moins grand. Plus la pression négative au niveau des ouvertures de sortie du mélangeur gaz/air est élevée, plus le GPL peut circuler vers le moteur. Une situation d'équilibre est créée dans laquelle, en fonction de la pression négative au niveau des ouvertures de sortie du mélangeur gaz/air, plus ou moins de gaz s'écoule à travers les vannes du premier et du deuxième étage.

Système avec moteur pas à pas avec tuyau de gaz de séchage (AMS) :
Il s'agit du système AMS de Vialle. Le réservoir contient du gaz auto liquide. L'évaporateur/régulateur de pression garantit que le gaz s'évapore à la sortie du réservoir et que la pression diminue. La quantité de gaz sortant de l'évaporateur est contrôlée par le venturi du mélangeur gaz/air, qui crée une pression négative. Plus la pression négative est élevée, plus le GPL est aspiré. La pression négative dépend du régime et de la charge du moteur (en raison de la vitesse de l'air). Ainsi, à mesure que le nombre de tours est effectué, la quantité de gaz aspirée augmente. Cependant, ce n’est pas vraiment exact. Un réglage précis est nécessaire pour fournir exactement la quantité de gaz dont le moteur a besoin. Le rapport de mélange correct a été calculé à l’aide de la mesure de la sonde lambda.

Si trop peu de gaz a été injecté, le mélange est pauvre (lambda > 1). S'il y a trop de gaz, le mélange est trop riche (lambda < 1). (Le signe > signifie supérieur à et < signifie inférieur à). La sonde lambda le mesurera dans les gaz d'échappement. La gestion moteur va donc reconnaître le mélange trop riche ou trop pauvre et piloter le moteur pas à pas. Le moteur pas à pas agrandit ou réduit ensuite le passage du gaz. Ce moteur pas à pas est généralement placé sur l'évaporateur. Lors d'un démarrage à froid, ce moteur pas à pas sera en position neutre et ne fonctionnera pas encore. Le moteur tourne toujours en situation de « boucle ouverte ». Cela signifie que le signal de la sonde lambda n'est pas encore utilisé car l'enrichissement du démarrage à froid est toujours actif. L’inconvénient du système AMS est qu’il s’agit d’une injection en un seul point. Le gaz est injecté devant le papillon des gaz et est réparti avec l’air sur les différents cylindres. En raison de la grande quantité de gaz dans le tuyau d'arrivée, il existe un fort risque de retour de flamme.

Injection de vapeur de gaz (VSI/EGI) :
Il s’agit de l’injection séquentielle de vapeur (VSI) ou de l’injection électronique de gaz de vapeur (EGI). Pour plus de commodité, il s’appelle désormais simplement EGI. Le système d'injection de gaz vapeur est un système d'injection multipoint contrôlé à l'aide d'une unité de contrôle. L'injection peut désormais avoir lieu par cylindre plutôt que centralement devant le papillon des gaz. Cela peut être avec un moteur 4 cylindres, mais aussi facilement avec un 6 ou 8 cylindres. Le gaz est injecté juste avant la soupape d'admission. Le risque d’un retour de flamme est désormais beaucoup plus faible que celui du système AMS. Avec ce type d'installation à gaz, il faut toujours utiliser de l'essence pour démarrer le moteur. Après un court instant, le système de gaz se met automatiquement en marche.

Opération:
Le GPL sort de l’évaporateur à l’état gazeux. La pression a été réduite par le régulateur de pression dans l'évaporateur. Le gaz est ensuite acheminé vers la maison de distribution. Le boîtier de distribution dose la quantité de gaz et la distribue sur les injecteurs à l'aide des fentes de commande. Les injecteurs pulvérisent le gaz vaporeux dans le collecteur d’admission, juste avant la soupape d’admission.

Fonctionnement de l'évaporateur EGI :
Le texte suivant concerne l'image ci-dessous.

Opération de première étape :
Dans un état dépressurisé, le printemps 6 contre la membrane 7 le levier contre le ressort 8 pousser vers le bas, libérant la vanne de 1er étage 3 geopend est.
Lorsque le gaz à l'œillet d'entrée 1 entre, le gaz va briser la membrane 7 contre le ressort 6 faire monter. Le siphon 4 est maintenant libéré, et la plume 8 pousse le levier vers le haut. Cela provoque la fermeture de la vanne du 1er étage 3.
Au sommet de la membrane 7 il y a une dépression dans le moteur, ce qui signifie que la pression dans le 1er étage devient également dépendante de la dépression du moteur. La pression dans la 1ère étape peut être ajustée à l'aide d'un boulon de réglage 5. Pression 1er étage = Pression ajustée 1er étage – dépression moteur.
Opération de deuxième étape :
Le gaz du premier étage peut initialement passer par l'ouverture libérée à travers la vanne du deuxième étage 13. Le gaz s'appuie alors contre le ressort 11 et membrane 10, provoquant la vanne du 2ème étage 13 au printemps 14 fermer.
Sous la membrane 10 il y a une dépression dans le moteur, ce qui fait que la pression dans le 2ème étage dépend de la dépression du moteur. La pression dans le 2ème étage peut être ajustée à l'aide d'un boulon de réglage 12.
Pression 2ème étage = Pression ajustée 2ème étage – dépression moteur.

Protection contre la surpression 1er étage :
Lorsque la pression dans le 1er étage devient trop élevée, la membrane 7 avec plaque à membrane 19 déplacer vers le haut.
Lorsque l'axe du diaphragme 18 contre le boulon de réglage 17 s'immobilise, l'axe du diaphragme 18 pas plus haut.
Membrane 7 se déplace avec la plaque à membrane 19 plus haut, créant une plaque à membrane 19 à la partie la plus étroite de l'axe de la membrane 18 va se coucher. Une ouverture est créée ici, à travers laquelle le gaz du 1er étage traverse l'espace 16, canal 20 et passe-fil de pression du collecteur 15 au collecteur d'admission du moteur.

Retour:
La pression du gaz du 1er étage peut être fournie via un canal 22 sous le piston 23 à venir.
Cette pression de gaz agit donc sur le piston en bas 23, opposée à la pression du gaz du 1er étage sur la vanne 2ème étage 21.
Maintenant, la pression du gaz du 1er étage sera sur la vanne du 2ème étage 21 n'influence plus l'ouverture de la vanne 2ème étage 21, car la pression du gaz du 1er étage est inférieure au piston 23 est dans la direction opposée.

Injection de gaz liquide (LPi)
LPi signifie : Injection de Propane Liquide). Avec l’injection de gaz liquide, le gaz auto est injecté sous forme liquide. Il n'y a donc pas d'évaporateur dans ce système.
Comme le gaz liquide n’a pas besoin d’être évaporé, vous pouvez simplement commencer au gaz. Le système d’injection d’essence est donc effectivement mis hors service. Cela présente l'inconvénient que le système d'injection d'essence peut être contaminé en raison d'une utilisation peu fréquente. Il est donc conseillé de rouler occasionnellement à l'essence pendant un certain temps. Le système LPi tente de se rapprocher le plus possible du système d'injection d'essence. L'autogaz liquide est injecté via les injecteurs de la soupape d'admission (exactement comme les moteurs essence à injection indirecte).

L'évaporateur et le mélangeur gaz/air ont été remplacés par le bloc de couplage et les injecteurs. Une pompe est installée dans le réservoir pour pomper l'autogaz liquide. L'injection de fluide est contrôlée à partir du système de gestion moteur existant, qui conserve et utilise pleinement ses propriétés d'auto-apprentissage. Le système LPi utilise uniquement le signal de l'heure d'ouverture de l'injecteur d'essence et le traduit en GPL. Le GPL liquide peut être dosé de manière très précise. Mieux que le gaz sous forme de vapeur.
Le système LPi suit la stratégie d'injection du calculateur essence. Toutes les options telles que la coupure de carburant lors de la décélération, la limitation de vitesse, l'enrichissement à pleine charge et le contrôle lambada fonctionnent également au GPL. Avec le LPi, le moteur n'a aucune perte de puissance. Cela est dû à l’absence d’effet de déplacement d’air, qui persiste avec le dosage de vapeur. En raison de l'effet de déplacement d'air, le niveau de remplissage du moteur diminue d'environ 6 %. L'injection de liquide procure également un effet de refroidissement pour l'évaporation du gaz dans la bouteille. Cela se traduira par un meilleur niveau de remplissage. Cela se traduit également par de meilleures performances du moteur. La consommation de carburant reste plus élevée que lorsque l'on roule avec le même moteur à essence, car il y a moins d'énergie de combustion par kg d'essence que dans un kg d'essence.

Une pression élevée du système est nécessaire pour injecter le GPL sous forme liquide. La pression du système est fournie par la pompe à membrane située dans le réservoir. Celui-ci pompe le GPL via le bloc de couplage vers les injecteurs GPL. La pression du système est réglée par le régulateur de pression à 5 bars au-dessus de la pression du réservoir.
La chaleur pourrait provoquer la formation de bulles de vapeur dans les canalisations. La vapeur est compressible et ne peut donc pas être injectée avec précision. En pompant le GPL liquide sous pression, le chauffage est évité et donc toute vapeur dans le tuyau est évitée. Les tuyaux sont également en plastique et isolés contre la chaleur.
Un filtre est également monté sur le tuyau de retour, qui doit retenir les éventuels contaminants et particules métalliques.

Bloc de couplage (LPi) :
Le bloc de couplage forme la connexion entre le réservoir et les injecteurs (voir image ci-dessous). Une électrovanne est incluse dans le bloc de couplage, qui s'ouvre et se ferme simultanément avec la vanne de soutirage sur le réservoir. Le régulateur de pression (qui était normalement inclus avec l'évaporateur) et le capteur de pression sont également montés dans le bloc de couplage. Il y a 4 connexions sur le bloc de couplage. Les tuyaux flexibles haute pression sont fixés au bloc de couplage à l'aide d'un boulon banjo. Les connexions ne doivent pas être interverties en raison du flux de GPL. En cas de défaut, le bloc d'accouplement doit être entièrement remplacé, car il ne doit en aucun cas être démonté.

Injecteurs (LPi) :
Des « injecteurs à alimentation par le bas » sont utilisés pour injecter l’autogaz liquide. Ce type d'injecteur présente l'avantage (contrairement aux injecteurs à alimentation supérieure) que la chaleur provenant du serpentin de l'injecteur ne provoque pas de réchauffement du gaz automatique. Il n’y a également presque plus de réserve de GPL dans l’injecteur. La bobine de l'injecteur a une résistance de 1,8 Ohm. Un filtre est monté devant l’entrée de gaz de l’injecteur à alimentation par le bas pour empêcher les grosses saletés de montage de pénétrer dans l’injecteur.

Les injecteurs sont placés dans un porte-injecteur universel. Les joints sont assurés par des joints toriques. L'injecteur est maintenu en place par une bague vissée. En fonction de l'emplacement sur le collecteur, le gaz est guidé à travers les tuyaux d'évacuation (voir partie 9 de la figure).