オートガス

科目：

一般
規制されたLPGシステムと規制されていないLPGシステム
オートガスとガソリンタンク
充填接続
ガスバルブ
燃料遮断弁
ガソリンからガソリンに切り替える
蒸発器の動作
乾燥ガスホース付きステッピングモーターを備えたシステム (AMS)
ベーパーガス噴射（VSI/EGI）
EGIエバポレーターの動作
液体ガス注入（LPi）
カップリングブロック（LPi）
インジェクター(LPi)

一般：
オートガスは乗用車エンジンの燃料として世界中で小規模に使用されています。（2013年現在）約700.000万台の車両がこの燃料で走行しています。 40年未満のヴィンテージカーに対する道路税の優遇措置が廃止されたため、この数字は減少する可能性があります。これらの古い車の税率は、若い車の税率と同じです。 LPGシステムを取り外すと（もちろん車検も）、車齢26年から40年以内であれば、再び税制上の優遇措置が受けられるようになります。

オートガスは、ガソリンやディーゼル燃料などよりも環境に優れています。排気ガスがよりクリーンになります。燃料自体もガソリンに比べてXNUMXリットルあたりの価格が安いです。多くの場合、消費量は LPG の方がわずかに高くなりますが、転換点は低いです。 LPi システムを除き、LPG ではガソリンに比べてエンジン出力がわずかに低下します。詳細については、このページの下部で説明します。

LPGシステムには3つの異なるタイプがあります。これらのシステムについては、このページで詳しく説明します。

乾燥ガスホース (AMS) にステッピングモーターを備えたシステム (ガスバルブ前のシングルポイント注入)
ベーパーガス噴射 (VSI/EGI) (入口バルブの多点噴射)
液体ガス注入 (LPi) (入口バルブの多点注入)

G2 または G3 という用語がよく使用されます。
G2 設備では、ガスベンチュリシステムまたは蒸気ガス注入が使用されます。ラムダセンサーを備えた触媒コンバーターが車に搭載されており、その機器は G3 設備と同等である可能性があります。それにもかかわらず、車両が ECE3-94 排出基準を満たしていないため、または車両が公認の検査機関によってテストされていないため、G12 設置による税制上の優遇措置の対象にならない場合があります。 G3 設備では、エンジン管理システムによって計算された燃料インジェクターの作動時間を使用します。これらの時間は、ガスインジェクターの制御時間に変換されます。

規制されているおよび規制されていない LPG システム:
エンジン管理システムのない、つまり触媒コンバーターやラムダ制御のない古い車（ヴィンテージカー）では、規制されていない LPG システムが使用されます。この従来のシステムは、環境要求が厳しくなった1990年まで使用されていました。規制されていないシステムによる裏目に出る問題も増えた。現在でも使用されている制御システムには、電子制御ユニットが装備されています。ラムダセンサーの助けを借りて、より正確な量のガスを注入できます。触媒は有害な排気ガスをより害の少ない排気ガスに変換します。

オートガスとガソリンタンク:
オートガスの組成は、夏にはプロパン 30% とブタン 70% の間で変化し、冬には最大 70% プロパンとブタン 30% になります。蒸気圧が低すぎるため、ブタンは -10 度の温度でタンクから出なくなります。そのため、その割合は夏よりも冬の方が低くなければなりません。これはガソリンスタンドで自動的に行われます。車の運転が非常に少ない場合、タンク内の成分がまだ暖かい時期のものであるため、燃料の問題が発生する可能性があります。

液体オートガスはタンクに貯蔵されます。ガスの最大使用圧力は 2500 kPa (25 bar) です。

液体 LPG が入ったタンクは 100% まで充填しないでください。80% 充填しないと、加熱時にガスが膨張するためのスペースが不十分になります。ガソリンタンクはXNUMX％までしか充填できないように設計されています。液体オートガスは、エンジンの始動時に開く電磁取り出しバルブを介してタンクから排出されます。その場合、液体オートガスはパイプを通ってガスバルブに流れます。詳細については、このページで後ほど説明します。
タンクが製造されると、製造日がタンクに刻印されます。タンクは今後 10 年間は良好な状態を維持できることがわかります。ガスタンクは 3000kPa (30 bar) の圧力までテストされます。ガスタンクの破裂圧力は 10.000kPa (100 bar) です。付属器の周囲には気密ボックスが配置され、これは付属器ボックスと呼ばれます。付属品ボックスは換気ホースによって外気と接続されています。付属ボックスの目的は、漏れが発生した場合に既存の漏れガスを外気に排出することです。これらの漏れガスは絶対に内部に侵入させてはなりません。
ガスタンクはテンションストラップでスチール製のサブフレームに取り付けられています。この鋼製サブフレームは車体にネジ止めされています。保護のためにタンクとテンションストラップの間にプラスチックストリップが配置されています。ガソリンタンクを他の方法で車体に接続することはできません。

充填接続:
充填接続部にネジ山があります。これにアダプター（アダプター）をねじ込むことができます。海外で給油する際に必要になる場合があります。外側充填バルブには逆止弁が装備されており、充填後のガスの逆流を防ぎます。ガソリンスタンドのポンプは、この充填接続部を通してガスを圧力下で押し出します。ガスは、充填ホースを介して、充填接続部を介してガスタンクに流れます。

ガスバルブ:
ガスバルブは蒸発器のできるだけ近くに取り付けられます。ガス遮断弁は、イグニッションがオンになり、燃料セレクタースイッチがガスで選択されると通電されます。制御装置はこのガスバルブを制御します。エンジン停止により制御は停止し、ガソリンタンクからガスバルブに入ったオートガスはフィルターを通過します。コイルが通電されていないときは、バルブが蒸発器への通路を閉じます。その後、LPG はボア「A」を介してバルブの周囲および上部の空間に入ります。 LPGがバルブを押すため、蒸発器への通路はしっかりと閉じられます。コイルに通電するとすぐに軟鉄コアが磁性を帯びます。磁気によりバルブが上方に引っ張られます。蒸発器への通路が開き、LPG が蒸発器に流れるようになります。エンジンがブレーキをかけるとすぐに、ガスバルブはドライバーが再び加速するまでガスの供給を一時的に遮断します。

燃料遮断弁:
ガソリンで走行する場合、ガソリンの供給は停止されます。その瞬間、コイルは通電されておらず、バルブが通路を閉じます。再びガスからガソリンに切り替えると、コイルに通電され、軟鉄コアが磁性を帯びます。これによりバルブが上方に引き上げられ、ガソリンが通過できるようになります。

ガソリンからガスへの切り替え:
ガソリンで始動してガスに切り替えた場合、この切り替えはすぐには行われません。エンジンは一時的に両方の燃料で動作します。これにより、ガソリンからガソリンへのスムーズな移行が保証されます。この状況を「ダブルランタイム」と呼びます。
コントロールユニットは、両方の燃料でエンジンが同時に作動する時間を決定します。冷たいエンジンでは、冷たい外気では燃料の蒸発が遅くなるため、温かいエンジンよりも時間がかかります。数分後 (システムと温度によって異なります)、燃料供給は燃料遮断弁によって完全にオフになります。

蒸発器の動作:
蒸発器の動作をできるだけ明確にするために、画像内の蒸発器はできるだけ単純に描画されています。このページの後半では、実際の (EGI) エバポレーターについて説明しますが、これは非常に難しいものです。そのため、基本を明確にするために、最初に単純な蒸発器について説明します。

エバポレーターの仕事は、タンク内の液体の自動車ガスを気体にすることです。液体ガスは蒸発する必要があります (したがって、蒸発器という名前が付けられています)。液体ガスを蒸発させるには熱が必要です。この熱は冷却剤から抽出されます。これはエンジンによって暖められるため、エンジンが動作温度にあるときは約 90 度になります。エバポレーターができるだけ早く加熱されることが重要であるため、サーモスタットの前に冷却剤が排出されます。この供給ラインもサーモスタットの前に接続されているため、これはヒーターの冷却回路でも可能です。
蒸発器は純粋な熱を必要とするため、蒸発プロセスを開始する前にまずエンジンを暖機する必要があるのは論理的です。これが、ガソリンで直接始動できない理由でもあります。コールドスタート中、システムがガスに切り替わるまでの最初の数分間、エンジンはガソリンで動作します。

蒸発器の理論的な動作:
部屋Aは最初の階段の部屋、部屋CはXNUMX番目の階段の部屋です。
部屋 B と D では基準圧力が一般的であり、この場合は外気圧です。

ガスバルブが開いており、エンジンが作動していません:
液体LPGはガスタンクから第1ステージのバルブを通って部屋Aに流れます。LPGは液体から気体の状態に変化します。
LPG は空間 A で圧力を高めます。この圧力により、第 1 段の膜が左に押されます。スプリング 1 は圧縮され、スプリング 2 は緩みます。部屋 A の圧力が約 135kPa になると、1 段目のダイヤフラムが左に大きく移動し、1 段目のバルブが閉じます。これで、スペース A に流れる LPG はなくなりました。この状態では、スプリング 3 により、第 2 ステージのバルブが確実に閉じたままになります。

ガスバルブが開いており、エンジンが作動しています:
エンジンの運転中、吸入空気によりガス/エアミキサーの流出開口部に負圧が発生します。この負圧は、乾燥ガスホースを介して蒸発器/圧力調整器のスペース C (第 2 ステージ) に伝わります。空間 D の基準圧力により、第 3 ステージのダイヤフラムが左に移動します。スプリング XNUMX が圧縮され、XNUMX 段目のバルブが開きます。オートガスは部屋 A から部屋 C に流れ、そこからエンジンに流れます。 A室からC室へLPGが流れるため、A室の圧力が下がり、一段目のバルブが開き、再びタンクからA室へLPGが流れます。第 XNUMX ステージのバルブを通過してスペース C に流れる LPG は、スペース C 内に圧力を高めます。エンジンの燃料要求に応じて、第 XNUMX 段のダイヤフラムは特定の位置をとり、その結果、第 XNUMX 段のバルブの通路が大きくなったり、小さくなったりします。ガス/エアミキサーの流出開口部の負圧が大きくなるほど、より多くの LPG がエンジンに流れることができます。ガス/空気ミキサーの流出開口部の負圧に応じて、多かれ少なかれガスが第 XNUMX ステージと第 XNUMX ステージのバルブを通過する平衡状態が生成されます。

乾燥ガスホース付きステッピングモーターを備えたシステム (AMS):
これが Vialle の AMS システムです。タンクには液体オートガスが入っています。蒸発器/圧力調整器は、ガスがタンクから出るときに蒸発し、圧力が低下することを保証します。エバポレーターから出るガスの量は、負圧を生成するガス/空気ミキサー内のベンチュリによって制御されます。負圧が大きいほど、より多くのLPGが吸入されます。負圧は、エンジンの速度と負荷 (空気速度による) に依存します。そのため、回転が上がると吸入されるガスの量も増えます。ただし、これは実際には正確ではありません。エンジンが必要とするガス量を正確に供給するには、微調整が必要です。正しい混合比は、ラムダセンサー測定を使用して計算されました。

注入されたガスが少なすぎる場合、混合気は希薄になります (ラムダ > 1)。ガスが多すぎると、混合物が濃くなりすぎます (ラムダ < 1)。 (> 記号はより大きいことを意味し、< はより小さいことを意味します)。ラムダセンサーは排気ガス中のこれを測定します。したがって、エンジン管理は、混合気が濃すぎるか貧弱すぎるかを認識し、ステッピングモーターを制御します。次に、ステッピングモーターがガス通路を拡大または縮小します。このステッピングモーターは通常、エバポレーター上に配置されます。コールドスタート中、このステッピングモーターはニュートラル位置にあり、まだ動作していません。モーターは依然として「開ループ」状況で動作しています。これは、コールドスタートエンリッチメントがまだアクティブであるため、ラムダセンサー信号がまだ使用されていないことを意味します。 AMS システムの欠点は、単一点注入であることです。ガスはスロットルバルブの前に噴射され、空気とともにさまざまなシリンダーに分配されます。インレットパイプ内には大量のガスが存在するため、逆火の危険性が高くなります。

蒸気ガス噴射 (VSI/EGI):
これは、蒸気順次噴射 (VSI) または電子蒸気ガス噴射 (EGI) です。便宜上、現在では単に EGI と呼ばれています。蒸気ガス噴射システムは、制御ユニットを使用して制御される多点噴射システムです。噴射はスロットルバルブの前の中央ではなく、シリンダーごとに行われるようになりました。これは 4 気筒エンジンでも可能ですが、6 または 8 気筒エンジンでも簡単に行うことができます。ガスは入口バルブの直前に注入されます。バックファイアの可能性は、AMS システムと比較してはるかに小さくなりました。このタイプのガス設備では、エンジンを始動するために常にガソリンを使用する必要があります。しばらくすると、ガスシステムが自動的にオンになります。

ワーキング:
LPG は気体の状態で蒸発器から出てきます。圧力はエバポレーター内の圧力調整器によって減圧されています。その後、ガスは配電ハウスに流れます。分配ハウジングは一定量のガスを投与し、制御スロットを使用してインジェクター上にガスを分配します。インジェクターは、吸気バルブの直前の吸気マニホールドに蒸気ガスを噴射します。

EGIエバポレーターの動作:
次のテキストは、下の画像に関連しています。

第 XNUMX 段階の操作:
減圧状態ではスプリング 6 膜に対して 7 レバーをバネに抗して 8 押し下げて、1段目のバルブを解放します 3 開いています。
入口グロメットにガスが入ったとき 1 ガスが入ると膜が破れます 7 春に対抗して 6 押し上げる。サイフォン 4 がリリースされ、フェザー 8 レバーを押し上げます。これにより、1段目のバルブが閉じます 3.
膜の上部 7 エンジン内には真空があるため、第 1 ステージの圧力もエンジンの真空に依存します。アジャストボルトにより1段目の圧力を調整可能 5。圧力第 1 ステージ = 調整された圧力第 1 ステージ – エンジン真空。
第 XNUMX 段階の操作:
第 2 段階のガスは、最初は第 XNUMX 段階のバルブを通って解放された開口部を通過できます。 13。ガスがスプリングを押す 11 そして膜 10、第2ステージバルブを引き起こします 13 春までに 14 スラット。
膜の下側 10 エンジン内には真空が存在します。これは、第 2 ステージの圧力がエンジンの真空に依存することを意味します。アジャストボルトにより2段目の圧力を調整可能 12.
圧力第 2 ステージ = 調整された圧力第 2 ステージ – エンジン真空。

過圧保護第 1 段階:
1段目の圧力が高くなりすぎるとダイヤフラムが 7 メンブレンプレートと一緒に 19 上に移動します。
絞り軸が 18 アジャストボルトに対して 17 静止、横隔膜軸 18 これ以上上はありません。
膜 7 メンブレンプレートと一緒に動く 19 さらに上に進み、メンブレンプレートを作成します 19 膜軸の狭い部分 18 横になります。ここに開口部が形成され、1段目からのガスが空間を通過します。 16、チャンネル 20 およびマニホールド圧力グロメット 15 エンジンのインテークマニホールドへ。

フィードバック：
1段目からのガス圧はチャンネル経由で供給可能 22 プランジャーの下 23 来ています。
したがって、このガス圧力は底部のプランジャーに作用します。 23、第 1 ステージバルブの第 2 ステージからのガス圧力とは反対 21.
これで、第 1 ステージのガス圧力が第 2 ステージのバルブにかかるようになります。 21 第 2 ステージのバルブの開度に影響を与えなくなりました 21、第 1 ステージのガス圧力がプランジャーよりも低いため 23 反対方向です。

液体ガス注入（LPi）
LPi は液体プロパン注入を意味します）。液体ガス注入では、オートガスが液体として注入されます。したがって、このシステムには蒸発器はありません。
液化ガスを蒸発させる必要がないため、ガスだけでスタートできます。したがって、ガソリン噴射システムは実際には作動しなくなりました。これには、ガソリン噴射システムが頻繁に使用されないために汚染される可能性があるという欠点があります。したがって、しばらくの間、時々ガソリンで運転することをお勧めします。 LPi システムは、ガソリン噴射システムに可能な限り近づけようとします。液体オートガスは、吸気バルブのインジェクターを通じて噴射されます (間接噴射ガソリンエンジンとまったく同様)。

エバポレーターとガス/エアミキサーは、カップリングブロックとインジェクターに置き換えられました。タンクには液体オートガスを圧送するポンプが設置されています。流体噴射は既存のエンジン管理システムから制御され、その自己学習特性を完全に保持して活用します。 LPi システムは、ガソリンインジェクターの開時間の信号のみを使用し、それを LPG に変換します。液体 LPG は非常に正確に注入できます。蒸気状のガスよりも優れています。
LPi システムは、ガソリンコントロールユニットの噴射戦略に従います。減速時の燃料遮断、速度制限、全負荷濃縮、ランバダ制御などのすべてのオプションも LPG で実行されます。 LPi を使用すると、エンジンの出力損失がありません。これは、蒸気注入では空気置換効果が存在しないためです。空気置換効果により、エンジンの充填レベルは約 6% 減少します。液体噴射はシリンダー内のガスの蒸発に対する冷却効果ももたらします。これにより、充填レベルが向上します。これにより、エンジンのパフォーマンスも向上します。同じエンジンをガソリンで運転する場合よりも燃料消費量は依然として高くなります。これは、ガス XNUMX kg あたりの燃焼エネルギーがガソリン XNUMX kg よりも少ないためです。

液体の状態で LPG を注入するには、高いシステム圧力が必要です。システム圧力はタンク内のダイヤフラムポンプによって供給されます。これにより、LPG がカップリングブロックを介して LPG インジェクターに送られます。システム圧力は、圧力調整器によってタンク圧力より 5 bar 高く調整されます。
加熱するとパイプ内に蒸気の泡が発生する可能性があります。蒸気は圧縮性があるため、正確に噴射することができません。液体LPGを圧力下でポンプで送り出すことにより、加熱が防止され、パイプ内の蒸気が防止されます。パイプもプラスチック製で断熱されています。
戻りパイプにもフィルターが取り付けられており、汚染物質や金属粒子を保持する必要があります。

カップリングブロック(LPi):
カップリングブロックは、タンクとインジェクターの間の接続を形成します (下の画像を参照)。カップリングブロックには電磁弁が内蔵されており、タンクの取り出し弁と同時に開閉します。圧力レギュレーター (通常はエバポレーターに付属) と圧力センサーもカップリングブロックに取り付けられています。カップリングブロックには 4 つの接続があります。フレキシブル高圧パイプはバンジョーボルトでカップリングブロックに取り付けられています。 LPG の流れを理由に接続を交換してはなりません。カップリングブロックは絶対に分解してはいけないため、欠陥が発生した場合は完全に交換する必要があります。

インジェクター (LPi):
液体オートガスの注入には「ボトムフィードインジェクター」が使用されます。このタイプのインジェクターには、（トップフィードインジェクターとは異なり）インジェクターコイルからの熱によってオートガスが暖まらないという利点があります。インジェクター内に残っている LPG の供給もほとんどありません。インジェクターコイルの抵抗は 1,8 オームです。ボトムフィードインジェクターのガス入口の前にフィルターが取り付けられており、粗大な取り付け汚れがインジェクターに侵入するのを防ぎます。

インジェクターはユニバーサルインジェクターホルダーに配置されます。シールは O リングによって提供されます。インジェクターはねじ込みリングによって所定の位置に保持されます。マニホールド上の配置に応じて、ガスは流出パイプを通して導かれます (図のパート 9 を参照)。