elpiji

Subyek:

Umum
Sistem LPG yang teregulasi dan tidak teregulasi
Autogas dan tangki bensin
Mengisi koneksi
katup gas
Katup pemutus bahan bakar
Beralih dari bensin ke gas
Pengoperasian evaporator
Sistem dengan motor stepper dengan selang gas pengering (AMS)
Injeksi gas uap (VSI/EGI)
Pengoperasian evaporator EGI
Injeksi gas cair (LPi)
Blok kopling (LPi)
Injektor (LPi)

Umum:
Autogas digunakan dalam skala kecil di seluruh dunia sebagai bahan bakar mesin mobil penumpang. (per 2013) sekitar 700.000 kendaraan menggunakan bahan bakar ini. Jumlah ini mungkin berkurang karena keringanan pajak jalan raya untuk mobil antik di bawah usia 40 tahun telah dihapuskan. Tarif pajak untuk mobil-mobil tua tersebut sama dengan tarif pajak untuk mobil yang lebih muda. Ketika sistem LPG dilepas (dan tentu saja diperiksa), Anda akan dapat menggunakan kembali manfaat pajak jika kendaraan berusia antara 26 dan 40 tahun.

Autogas lebih baik bagi lingkungan dibandingkan, misalnya, bahan bakar bensin atau solar. Gas buangnya lebih bersih. Bahan bakarnya sendiri juga lebih murah per liternya dibandingkan bensin. Konsumsi LPG seringkali sedikit lebih tinggi, namun titik kritisnya rendah. Tenaga mesin memang sedikit berkurang dengan LPG dibandingkan dengan bensin, kecuali sistem LPi. Lebih lanjut mengenai hal ini dijelaskan di bagian bawah halaman ini.

Ada 3 jenis sistem LPG yang berbeda. Sistem ini dijelaskan secara rinci di halaman ini:

Sistem dengan motor stepper pada selang gas pengering (AMS) (Singlepoint injection sebelum katup gas)
Injeksi gas uap (VSI/EGI) (Injeksi multipoint pada katup masuk)
Injeksi gas cair (LPi) (Injeksi multipoint pada katup masuk)

Istilah G2 atau G3 sering digunakan:
Instalasi G2 menggunakan sistem gas venturi atau injeksi gas uap. Konverter katalitik dengan sensor lambda mungkin ada di mobil dan peralatannya mungkin sama dengan instalasi G3. Meskipun demikian, kendaraan tersebut mungkin tidak termasuk dalam manfaat pajak dari instalasi G3, karena kendaraan tersebut tidak memenuhi standar emisi ECE94-12, atau karena kendaraan tersebut belum diuji oleh lembaga inspeksi yang diakui. Instalasi G3 menggunakan waktu aktivasi injektor bahan bakar yang dihitung oleh sistem manajemen mesin. Waktu-waktu ini diubah menjadi waktu kontrol untuk injektor gas.

Sistem LPG yang teregulasi dan tidak teregulasi:
Pada mobil tua (mobil vintage) tanpa sistem manajemen mesin, yaitu tanpa catalytic converter dan kontrol lambda, digunakan sistem LPG yang tidak diatur. Sistem konvensional ini digunakan hingga tahun 1990, karena persyaratan lingkungan menjadi lebih ketat pada saat itu. Ada juga lebih banyak masalah akibat dampak buruk dari sistem yang tidak diatur. Sistem kendali, seperti yang masih digunakan sampai sekarang, dilengkapi dengan unit kendali elektronik. Dengan bantuan sensor lambda, jumlah gas yang lebih akurat dapat diinjeksikan. Katalis mengubah gas buang yang berbahaya menjadi gas yang tidak terlalu berbahaya.

Autogas dan tangki bensin:
Komposisi autogas bervariasi antara 30% propana dan 70% butana di musim panas, dan hingga 70% propana dan 30% butana di musim dingin. Butana tidak lagi keluar dari tangki pada suhu -10 derajat karena tekanan uapnya terlalu rendah, sehingga persentasenya harus lebih rendah di musim dingin dibandingkan di musim panas. Ini dilakukan secara otomatis di SPBU. Jika mobil dikendarai sangat sedikit, ada kemungkinan timbul masalah bahan bakar karena komposisi di dalam tangki masih dari masa hangat.

Autogas cair disimpan di dalam tangki. Gas tersebut memiliki tekanan kerja maksimum 2500 kPa (25 bar).

Tangki berisi LPG cair tidak boleh diisi hingga 100%, jika tidak maka tidak akan ada cukup ruang bagi gas untuk memuai saat dipanaskan. Tangki bensin didesain sedemikian rupa sehingga hanya bisa terisi 80%. Autogas cair meninggalkan tangki melalui katup lepas landas elektromagnetik, yang terbuka saat mesin dihidupkan. Dalam hal ini, autogas cair mengalir melalui pipa menuju katup gas. Lebih lanjut tentang ini nanti di halaman ini.
Setelah tangki diproduksi, tanggal pembuatan dicap ke dalam tangki. Tangki tersebut akan ditemukan dalam kondisi baik selama 10 tahun ke depan. Tangki bensin diuji hingga tekanan 3000kPa (30 bar). Tekanan ledakan tangki bensin adalah 10.000kPa (100 bar). Sebuah kotak kedap gas ditempatkan di sekitar pelengkap, yang disebut kotak pelengkap. Kotak pelengkap dihubungkan ke udara luar melalui selang ventilasi. Tujuan dari kotak embel-embel ini adalah untuk mengalirkan gas bocor yang ada ke udara luar jika terjadi kebocoran. Gas bocor ini sama sekali tidak boleh masuk ke bagian dalam.
Tangki bensin dipasang pada subframe baja dengan tali pengikat. Subframe baja ini disekrup ke bodi mobil. Strip plastik telah ditempatkan di antara tangki dan tali pengikat untuk perlindungan. Tangki bensin tidak boleh dihubungkan ke bodywork dengan cara lain apa pun!

Mengisi koneksi:
Ada benang di sambungan pengisian. Adaptor (adaptor) dapat disekrup ke dalamnya. Ini mungkin diperlukan saat mengisi bahan bakar di luar negeri. Katup pengisian luar dilengkapi dengan katup satu arah, yang mencegah gas mengalir kembali setelah pengisian. Pompa di SPBU akan mendorong gas bertekanan melalui sambungan pengisian ini. Gas mengalir melalui selang pengisian ke tangki bensin melalui sambungan pengisian.

katup gas:
Katup gas dipasang sedekat mungkin dengan evaporator. Katup penutup gas diberi energi ketika kunci kontak dihidupkan dan sakelar pemilih bahan bakar dipilih pada gas. Unit kontrol mengontrol katup gas ini. Kontrol dihentikan ketika mesin dimatikan.Autogas yang masuk ke katup gas dari tangki bensin mengalir melalui filter. Ketika koil tidak diberi energi, katup menutup saluran ke evaporator. LPG kemudian memasuki ruang di sekitar dan di atas katup melalui lubang “A”. Karena LPG menekan katup, saluran menuju evaporator tertutup rapat. Segera setelah kumparan diberi energi, inti besi lunak menjadi bersifat magnetis. Magnet menarik katup ke atas. Saluran menuju evaporator kini terbuka, sehingga autogas dapat mengalir ke evaporator. Begitu mesin direm, katup gas menutup pasokan gas untuk sementara hingga pengemudi kembali berakselerasi.

Katup pemutus bahan bakar:
Saat mengemudi dengan bahan bakar, pasokan bensin dimatikan. Pada saat itu kumparan tidak diberi energi dan katup menutup saluran tersebut. Ketika Anda beralih dari gas ke bensin lagi, kumparan diberi energi dan inti besi lunak menjadi bersifat magnetis. Hal ini akan menarik katup ke atas, sehingga bensin bisa lewat.

Peralihan dari bensin ke gas:
Jika Anda mulai menggunakan bensin dan beralih ke gas, peralihan ini tidak akan langsung terjadi. Mesin untuk sementara berjalan dengan kedua bahan bakar tersebut. Hal ini memastikan transisi yang lancar dari bensin ke gas. Situasi ini disebut “waktu berjalan ganda”.
Unit kontrol menentukan berapa lama mesin bekerja dengan kedua bahan bakar secara bersamaan. Dengan mesin dingin, waktu ini akan lebih lama dibandingkan dengan mesin hangat, karena penguapan bahan bakar lebih buruk di udara luar yang dingin. Setelah beberapa menit (tergantung pada sistem dan suhu), pasokan bahan bakar dimatikan sepenuhnya melalui katup penutup bahan bakar.

Pengoperasian evaporator:
Untuk membuat pengoperasian evaporator sejelas mungkin, evaporator pada gambar digambar sesederhana mungkin. Nanti di halaman ini akan diberikan penjelasan tentang evaporator asli (EGI) yang jauh lebih sulit. Oleh karena itu evaporator sederhana dijelaskan terlebih dahulu agar dasar-dasarnya jelas.

Tugas evaporator adalah membuat cairan gas mobil di dalam tangki menjadi gas. Gas cair harus diuapkan (karena itu dinamakan evaporator). Panas diperlukan untuk menguapkan gas cair. Panas ini diekstraksi dari cairan pendingin. Suhu ini dihangatkan oleh mesin dan oleh karena itu suhunya sekitar 90 derajat saat mesin berada pada suhu pengoperasian. Evaporator harus memanas secepat mungkin, itulah sebabnya cairan pendingin dikuras sebelum termostat. Hal ini juga dimungkinkan dengan rangkaian pendingin pemanas, karena jalur suplai ini juga terhubung sebelum termostat.
Karena evaporator memerlukan panas murni, maka wajar jika mesin harus dipanaskan terlebih dahulu sebelum proses evaporasi dapat dimulai. Itu juga alasan mengapa Anda tidak bisa langsung menyalakan bahan bakar. Selama start dingin, mesin akan berjalan dengan bahan bakar bensin selama beberapa menit pertama sebelum sistem beralih ke bahan bakar.

Pengoperasian teoritis evaporator:
Ruangan A adalah ruangan tangga pertama, ruangan C adalah ruangan tangga kedua.
Tekanan acuan berlaku pada ruangan B dan D, yang dalam hal ini adalah tekanan udara luar.

Katup gas terbuka, mesin tidak hidup:
LPG cair mengalir dari tangki bensin melewati katup tahap 1 menuju ruang A. LPG berubah dari wujud cair menjadi gas.
LPG menimbulkan tekanan di ruang A. Tekanan ini mendorong membran tahap pertama ke kiri. Pegas 1 terkompresi, sedangkan pegas 1 berelaksasi. Ketika tekanan di ruang A kira-kira 2kPa, diafragma tahap 135 telah dipindahkan jauh ke kiri sehingga katup tahap 1 menutup. Kini tidak ada lagi LPG yang mengalir ke ruang A. Spring 1 memastikan katup tahap 3 tetap tertutup dalam kondisi ini.

Katup gas terbuka, mesin hidup:
Saat mesin hidup, udara masuk menciptakan tekanan negatif pada bukaan aliran keluar mixer gas/udara. Tekanan negatif ini mengalir melalui selang gas pengering ke ruang C (tahap ke-2) evaporator/pengatur tekanan. Tekanan referensi di ruang D sekarang menyebabkan diafragma tahap kedua bergerak ke kiri. Pegas 3 dikompresi dan katup tahap kedua terbuka. Autogas kini mengalir dari ruang A ke ruang C, dan dari sana ke mesin. Karena LPG mengalir dari ruang A ke ruang C, maka tekanan di ruang A turun, katup tahap pertama akan terbuka, sehingga LPG mengalir kembali dari tangki ke ruang A. LPG yang mengalir melewati katup tahap kedua ke ruang C menimbulkan tekanan di ruang C. Tergantung pada kebutuhan bahan bakar mesin, diafragma tahap kedua akan mengambil posisi tertentu, sehingga lintasan katup tahap kedua menjadi lebih besar atau lebih kecil. Semakin besar tekanan negatif pada bukaan aliran keluar pencampur gas/udara, semakin banyak LPG yang dapat mengalir ke mesin. Situasi keseimbangan tercipta di mana, tergantung pada tekanan negatif pada bukaan aliran keluar pencampur gas/udara, lebih banyak atau lebih sedikit gas mengalir melewati katup tahap pertama dan kedua.

Sistem dengan motor stepper dengan selang gas pengering (AMS):
Ini adalah sistem AMS Vialle. Tangki berisi autogas cair. Evaporator/pengatur tekanan memastikan gas menguap saat keluar dari tangki dan tekanannya berkurang. Jumlah gas yang keluar dari evaporator dikendalikan oleh venturi dalam pencampur gas/udara, yang menciptakan tekanan negatif. Semakin besar tekanan negatifnya, semakin banyak LPG yang diserap. Tekanan negatif tergantung pada kecepatan dan beban mesin (karena kecepatan udara). Jadi semakin banyak putaran yang dilakukan, jumlah gas yang dihisap pun semakin meningkat. Namun, hal ini tidak sepenuhnya akurat. Penyesuaian yang baik diperlukan untuk menghasilkan jumlah bahan bakar yang dibutuhkan mesin secara tepat. Rasio pencampuran yang benar dihitung menggunakan pengukuran sensor lambda.

Jika terlalu sedikit gas yang disuntikkan, campurannya menjadi kurus (lambda > 1). Jika terlalu banyak gas, campurannya terlalu kaya (lambda <1). (Tanda > berarti lebih besar dari, dan < berarti kurang dari). Sensor lambda akan mengukurnya pada gas buang. Oleh karena itu, manajemen mesin akan mengenali campuran yang terlalu kaya atau terlalu buruk dan mengendalikan motor stepper. Motor stepper kemudian membuat saluran gas menjadi lebih besar atau lebih kecil. Motor stepper ini biasanya diletakkan pada evaporator. Pada saat start dingin, motor stepper ini akan berada pada posisi netral dan belum bekerja. Motor masih berjalan dalam situasi “loop terbuka”. Artinya sinyal sensor lambda belum digunakan karena pengayaan cold start masih aktif. Kerugian dari sistem AMS adalah injeksi satu titik. Gas disuntikkan di depan katup throttle dan didistribusikan bersama udara ke berbagai silinder. Karena banyaknya gas di pipa saluran masuk, terdapat risiko serangan balik yang besar.

Injeksi gas uap (VSI/EGI):
Ini adalah Vapour Sequential Injection (VSI) atau Electronic Vapour Gas Injection (EGI). Untuk kenyamanan, sekarang disebut EGI. Sistem injeksi gas uap merupakan sistem injeksi multipoint yang dikendalikan menggunakan unit kendali. Injeksi sekarang dapat dilakukan per silinder, bukan terpusat di depan katup throttle. Bisa dengan mesin 4 silinder, tapi bisa juga dengan mesin 6 atau 8 silinder. Gas disuntikkan tepat sebelum katup masuk. Peluang terjadinya serangan balik kini jauh lebih kecil dibandingkan dengan sistem AMS. Dengan instalasi gas jenis ini, bensin harus selalu digunakan untuk menghidupkan mesin. Setelah beberapa saat, sistem gas akan menyala secara otomatis.

Operasi:
LPG berasal dari evaporator dalam bentuk gas. Tekanan telah dikurangi oleh pengatur tekanan di evaporator. Gas kemudian dialirkan ke rumah distribusi. Rumah distribusi menyalurkan sejumlah gas dan mendistribusikannya ke injektor menggunakan slot kontrol. Injektor menyemprotkan gas uap ke dalam intake manifold, tepat sebelum katup intake.

Pengoperasian evaporator EGI:
Teks berikut berkaitan dengan gambar di bawah ini.

Operasi tahap pertama:
Dalam keadaan tertekan, pegas 6 melawan membran 7 tuas terhadap pegas 8 tekan ke bawah, lepaskan katup tahap pertama 3 terbuka.
Saat gas di inlet grommet 1 masuk, gas akan memecahkan membran 7 melawan musim semi 6 dorong ke atas. sifon 4 sekarang dilepaskan, dan bulu 8 mendorong tuas ke atas. Hal ini menyebabkan katup tahap pertama menutup 3.
Di bagian atas membran 7 terdapat kevakuman pada mesin, artinya tekanan pada tahap 1 juga menjadi bergantung pada kevakuman mesin. Tekanan pada tahap pertama dapat diatur dengan baut penyetel 5. Tekanan tahap pertama = Tekanan yang disesuaikan tahap pertama – vakum mesin.
Operasi tahap kedua:
Gas pada tahap pertama awalnya dapat melewati bukaan yang dilepaskan melalui katup tahap kedua 13. Gas kemudian menekan pegas 11 dan membran 10, menyebabkan katup tahap ke-2 13 pada musim semi 14 menutup.
Di bagian bawah membran 10 terdapat kevakuman pada mesin, artinya tekanan pada tahap ke 2 tergantung pada kevakuman mesin. Tekanan pada tahap ke-2 dapat diatur dengan baut penyetel 12.
Tekanan tahap ke-2 = Tekanan yang disesuaikan tahap ke-2 – vakum mesin.

Perlindungan tekanan berlebih tahap pertama:
Ketika tekanan pada tahap pertama menjadi terlalu tinggi, diafragma akan naik 7 bersama dengan pelat membran 19 bergerak ke atas.
Ketika sumbu diafragma 18 terhadap baut penyetelan 17 berhenti, sumbu diafragma 18 tidak lebih jauh ke atas.
Selaput 7 bergerak dengan pelat membran 19 lebih jauh ke atas, membuat pelat membran 19 pada bagian yang lebih sempit dari sumbu membran 18 akan berbaring. Sebuah bukaan dibuat di sini, di mana gas dari tahap pertama melewati ruang angkasa 16, saluran 20 dan grommet tekanan manifold 15 ke intake manifold mesin.

Masukan:
Tekanan gas dari tahap 1 dapat disuplai melalui saluran 22 di bawah pendorong 23 datang.
Oleh karena itu, tekanan gas ini bekerja pada pendorong di bagian bawah 23, berlawanan dengan tekanan gas dari katup tahap 1 pada katup tahap 2 21.
Sekarang tekanan gas tahap 1 akan berada pada katup tahap 2 21 tidak lagi mempengaruhi pembukaan katup tahap ke-2 21, karena tekanan gas tahap 1 berada di bawah pendorong 23 berada di arah yang berlawanan.

Injeksi gas cair (LPi)
LPi artinya : Injeksi Propana Cair). Dengan injeksi gas cair, autogas disuntikkan sebagai cairan. Jadi tidak ada evaporator pada sistem ini.
Karena gas cair tidak harus diuapkan, Anda cukup menggunakan gas. Oleh karena itu, sistem injeksi bensin sebenarnya tidak berfungsi. Hal ini memang memiliki kelemahan yaitu sistem injeksi bensin dapat terkontaminasi karena jarang digunakan. Oleh karena itu disarankan untuk sesekali berkendara dengan bahan bakar bensin untuk sementara waktu. Sistem LPi mencoba sedekat mungkin dengan sistem injeksi bensin. Autogas cair disuntikkan melalui injektor pada katup masuk (persis seperti mesin bensin yang disuntikkan secara tidak langsung).

Evaporator dan pencampur gas/udara telah digantikan oleh blok kopling dan injektor. Sebuah pompa dipasang di tangki untuk memompa autogas cair. Injeksi cairan dikontrol dari sistem manajemen mesin yang ada, yang sepenuhnya mempertahankan dan memanfaatkan sifat pembelajaran mandiri. Sistem LPi hanya menggunakan sinyal waktu buka injektor bensin dan menerjemahkannya menjadi LPG. LPG cair dapat diberi dosis dengan sangat akurat. Lebih baik dari gas dalam bentuk uap.
Sistem LPi mengikuti strategi injeksi unit kendali bensin. Semua opsi seperti penghentian bahan bakar saat melambat, pembatasan kecepatan, pengayaan beban penuh, dan kontrol lambada juga dijalankan pada LPG. Dengan LPi mesin tidak kehilangan tenaga. Hal ini disebabkan oleh tidak adanya efek perpindahan udara, yang tetap terjadi pada takaran uap. Karena efek perpindahan udara, tingkat pengisian mesin berkurang sekitar 6%. Injeksi cairan juga memberikan efek pendinginan pada penguapan gas di dalam silinder. Hal ini akan menghasilkan tingkat pengisian yang lebih baik. Hal ini juga menghasilkan performa mesin yang lebih baik. Konsumsi bahan bakar masih lebih tinggi dibandingkan saat mengendarai mesin yang sama dengan bahan bakar bensin, karena energi pembakaran per kg gas lebih sedikit dibandingkan dengan satu kg bensin.

Tekanan sistem yang tinggi diperlukan untuk menginjeksikan LPG dalam bentuk cair. Tekanan sistem disuplai oleh pompa diafragma di dalam tangki. Ini memompa LPG melalui blok kopling ke injektor LPG. Tekanan sistem diatur oleh pengatur tekanan hingga 5 bar di atas tekanan tangki.
Pemanasan dapat menyebabkan terbentuknya gelembung uap di dalam pipa. Uap bersifat kompresibel sehingga tidak dapat disuntikkan secara akurat. Dengan memompa LPG cair di bawah tekanan, pemanasan dapat dicegah dan oleh karena itu uap apa pun di dalam pipa dapat dicegah. Pipa-pipa tersebut juga terbuat dari plastik dan diisolasi dari panas.
Filter juga dipasang pada pipa balik, yang harus menahan kontaminan dan partikel logam.

Blok kopling (LPi):
Blok kopling membentuk sambungan antara tangki dan injektor (lihat gambar di bawah). Katup elektromagnetik disertakan dalam blok kopling, yang membuka dan menutup secara bersamaan dengan katup penarikan pada tangki. Pengatur tekanan (yang biasanya disertakan dengan evaporator) dan sensor tekanan juga dipasang di blok kopling. Terdapat 4 sambungan pada blok kopling. Pipa fleksibel bertekanan tinggi dipasang ke blok kopling dengan baut banjo. Sambungan tidak boleh tertukar karena aliran LPG. Jika terjadi cacat maka blok kopling harus diganti seluruhnya, karena tentunya tidak boleh dibongkar.

Injektor (LPi):
“Injektor pengumpan bawah” digunakan untuk menginjeksikan autogas cair. Injektor jenis ini mempunyai kelebihan (berbeda dengan injektor top-feed) yaitu panas dari koil injektor tidak menyebabkan autogas menjadi panas. Persediaan LPG juga hampir tidak tersisa di injektor. Kumparan injektor mempunyai hambatan sebesar 1,8 Ohm. Filter dipasang di depan saluran masuk gas injektor umpan bawah untuk mencegah kotoran kasar masuk ke dalam injektor.

Injektor ditempatkan pada dudukan injektor universal. Segel disediakan oleh O-ring. Injektor ditahan pada tempatnya dengan cincin yang disekrup. Tergantung pada penempatannya pada manifold, gas dialirkan melalui pipa aliran keluar (lihat bagian 9 pada gambar).