Autogass

Emner:

Algemeen
Regulerte og uregulerte LPG-anlegg
Autogass og bensintank
Påfyllingsforbindelse
Gassventil
Drivstoffstengeventil
Bytt fra bensin til gass
Drift av fordamperen
System med trinnmotor med tørkegasslange (AMS)
Dampgassinjeksjon (VSI/EGI)
Drift av EGI-fordamperen
Flytende gassinjeksjon (LPi)
Koblingsblokk (LPi)
Injektorer (LPi)

generelle:
Autogass brukes i liten skala over hele verden som drivstoff for personbilmotorer. (fra 2013) kjører omtrent 700.000 40 kjøretøy på dette drivstoffet. Dette tallet kan gå ned fordi veiavgiftsfordelen for veteranbiler under 26 år er opphevet. Avgiftssatsen for disse eldre bilene er den samme som satsen for en yngre bil. Når LPG-anlegget er fjernet (og selvsagt kontrollert), vil du kunne bruke avgiftsfordelen igjen dersom kjøretøyet er mellom 40 og XNUMX år.

Autogass er bedre for miljøet enn for eksempel bensin eller diesel. Eksosgassene er renere. Selve drivstoffet er også billigere per liter enn bensin. Forbruket er ofte litt høyere med LPG, men vippepunktet er lavt. Motoreffekten reduseres noe med LPG sammenlignet med bensin, med unntak av LPI-systemet. Mer om dette er forklart nederst på denne siden.

Det finnes 3 forskjellige typer LPG-systemer. Disse systemene er forklart i detalj på denne siden:

System med trinnmotor i tørkegasslangen (AMS) (Enkeltpunktsinjeksjon før gassventilen)
Dampgassinjeksjon (VSI/EGI) (Flerpunktsinjeksjon på innløpsventilen)
Flytende gassinjeksjon (LPi) (flerpunktsinjeksjon på innløpsventilen)

Begrepet G2 eller G3 brukes ofte:
G2-installasjoner bruker et gassventurisystem eller dampgassinjeksjon. En katalysator med lambdasensor kan være til stede på bilen og utstyret kan være lik en G3-installasjon. Til tross for dette kan det hende at de ikke faller inn under skattefordelen til en G3-installasjon, fordi kjøretøyet ikke oppfyller utslippsstandardene ECE94-12, eller fordi kjøretøyet ikke er testet av et anerkjent inspeksjonsorgan. G3-installasjoner bruker aktiveringstidene for drivstoffinjektoren beregnet av motorstyringssystemet. Disse tidene omregnes til kontrolltider for gassinjektorene.

Regulerte og uregulerte LPG-systemer:
I gamle biler (årgangsbiler) uten motorstyringssystem, dvs. uten katalysator og lambdakontroll, brukes et uregulert LPG-system. Dette konvensjonelle systemet ble brukt frem til 1990, fordi miljøkravene ble strengere på den tiden. Det var også flere problemer med tilbakeslag med det uregulerte systemet. Et kontrollert system, slik det fortsatt brukes i dag, er utstyrt med en elektronisk kontrollenhet. Ved hjelp av lambdasensoren kan en mer nøyaktig mengde gass injiseres. Katalysatoren omdanner skadelige avgasser til mindre skadelige.

Autogass og bensintank:
Sammensetningen av autogass varierer mellom 30 % propan og 70 % butan om sommeren, og opptil 70 % propan og 30 % butan om vinteren. Butan forlater ikke lenger tanken ved en temperatur på -10 grader fordi damptrykket er for lavt, så prosenten må være lavere om vinteren enn om sommeren. Dette gjøres automatisk på bensinstasjonene. Hvis bilen kjøres svært lite, er det en sjanse for at drivstoffproblemer vil oppstå fordi sammensetningen i tanken fortsatt var fra en varmere periode.

Den flytende autogassen lagres i tanken. Gassen har et maksimalt arbeidstrykk på 2500 kPa (25 bar).

En tank med flytende LPG bør aldri fylles til 100 %, ellers vil det ikke være nok plass til at gassen kan utvide seg ved oppvarming. Bensintanken er utformet på en slik måte at den kun kan fylles 80 %. Den flytende autogassen forlater tanken via den elektromagnetiske uttaksventilen, som åpner når motoren startes. I så fall strømmer den flytende autogassen gjennom røret til gassventilen. Mer om dette senere på denne siden.
Etter at tanken er produsert, stemples produksjonsdatoen inn i tanken. Tanken vil vise seg å være i god stand de neste 10 årene. Gasstanker testes til et trykk på 3000kPa (30 bar). Sprengtrykket til en bensintank er 10.000 100 kPa (XNUMX bar). En gasstett boks er plassert rundt vedhengene, som kalles vedhengsboksen. Vedhengsboksen kobles til uteluften ved hjelp av en ventilasjonsslange. Hensikten med vedleggskassen er å drenere eksisterende lekkasjegasser til uteluften ved lekkasje. Disse lekkasjegassene må absolutt ikke komme inn i interiøret.
Gasstanker er festet til en stålunderramme med spennstropper. Denne underrammen i stål er skrudd fast til karosseriet på bilen. Plastlister er plassert mellom tanken og spennstroppene for beskyttelse. Bensintanken må ikke kobles til karosseriet på annen måte!

Påfyllingstilkobling:
Det er en gjenge i påfyllingsforbindelsen. En adapter (adapter) kan skrus inn i denne. Dette kan være nødvendig ved tanking i utlandet. Den ytre påfyllingsventilen er utstyrt med en tilbakeslagsventil, som hindrer gass i å strømme tilbake etter påfylling. Pumpen på bensinstasjonen vil presse gassen under trykk gjennom denne påfyllingskoblingen. Gassen strømmer via påfyllingsslangen til gasstanken via påfyllingstilkoblingen.

Gassventil:
Gassventilen monteres så nærme fordamperen som mulig. Gassavstengningsventilen aktiveres når tenningen slås på og drivstoffvelgeren er valgt på gass. Kontrollenheten styrer denne gassventilen. Kontrollen stoppes når motoren slår seg av Autogassen som kommer inn i gassventilen fra gasstanken strømmer gjennom filteret. Når spolen ikke er strømførende, stenger ventilen passasjen til fordamperen. LPG kommer deretter inn i rommet rundt og over ventilen via boring "A". Fordi LPG presser på ventilen, er passasjen til fordamperen godt lukket. Så snart spolen aktiveres, blir den myke jernkjernen magnetisk. Magnetismen trekker ventilen oppover. Passasjen til fordamperen er nå åpen, slik at LPG kan strømme til fordamperen. Så snart motoren bremser, stenger gassventilen midlertidig av gasstilførselen til føreren akselererer igjen.

Drivstoffstengeventil:
Ved kjøring på gass er bensintilførselen slått av. I det øyeblikket er spolen ikke aktivert og ventilen stenger passasjen. Når du går over fra gass til bensin igjen, får spolen energi og den myke jernkjernen blir magnetisk. Dette trekker ventilen oppover, slik at bensinen kan passere gjennom.

Bytte fra bensin til gass:
Starter du på bensin og går over til gass, skjer ikke dette byttet umiddelbart. Motoren går midlertidig på begge drivstoffene. Dette sikrer en jevn overgang fra bensin til gass. Denne situasjonen kalles "dobbel kjøretid".
Kontrollenheten bestemmer hvor lenge motoren går på begge drivstoffene samtidig. Med en kald motor vil dette være lengre enn med en varm motor, fordi fordampningen av drivstoff er dårligere i kald uteluft. Etter noen minutter (avhengig av system og temperaturer) blir drivstofftilførselen helt slått av via drivstoffavstengningsventilen.

Drift av fordamperen:
For å gjøre driften av fordamperen så tydelig som mulig, tegnes fordamperen på bildet så enkelt som mulig. Senere på denne siden vil det bli gitt en forklaring om en ekte (EGI) fordamper, som er mye vanskeligere. Det er derfor den enkle fordamperen blir forklart først for å gjøre det grunnleggende klart.

Fordamperens jobb er å gjøre den flytende bilgassen i tanken gassformig. Den flytende gassen må fordampes (derav navnet fordamper). Varme er nødvendig for å fordampe den flytende gassen. Denne varmen trekkes ut av kjølevæsken. Denne varmes opp av motoren og er derfor rundt 90 grader når motoren har driftstemperatur. Det er viktig at fordamperen varmes opp så raskt som mulig, så derfor tappes kjølevæsken før termostaten. Dette er også mulig med varmerens kjølekrets, fordi denne tilførselsledningen også er koblet til før termostaten.
Fordi fordamperen krever ren varme, er det logisk at motoren først må varmes opp før fordampningsprosessen kan starte. Det er også grunnen til at du ikke kan starte direkte på gass. Under kaldstarten vil motoren gå på bensin de første minuttene før systemet går over til gass.

Teoretisk drift av fordamperen:
Rom A er rommet til den første trappen, rom C er rommet til den andre trappen.
Referansetrykket råder i rom B og D, som i dette tilfellet er utelufttrykket.

Gassventil åpen, motor går ikke:
Den flytende LPG-en strømmer fra gasstanken forbi ventilen til 1. trinn til rom A. LPG-en går fra flytende form til gassform.
LPG bygger opp et trykk i rom A. Dette trykket skyver membranen til 1. trinn til venstre. Fjær 1 er komprimert, mens fjær 2 slapper av. Når trykket i rom A er ca. 135kPa, er membranen til 1. trinn flyttet så langt til venstre at ventilen til 1. trinn stenger. Det strømmer nå ikke lenger LPG til rom A. Fjær 3 sørger for at ventilen til 2. trinn forblir stengt i denne tilstanden.

Gassventil åpen, motor i gang:
Når motoren er i gang, skaper inntaksluften et undertrykk ved utløpsåpningen til gass/luftblanderen. Dette undertrykket går via tørkegasslangen til rom C (2. trinn) på fordamperen/trykkregulatoren. Referansetrykket i rom D får nå membranen til det andre trinnet til å bevege seg mot venstre. Fjær 3 komprimeres og ventilen til det andre trinnet åpnes. Autogass strømmer nå fra rom A til rom C, og derfra til motoren. Fordi LPG strømmer fra rom A til rom C, synker trykket i rom A. Ventilen til første trinn vil åpne, slik at LPG strømmer fra tanken til rom A igjen. LPG-en som strømmer forbi ventilen til det andre trinnet til rom C bygger opp et trykk i rom C. Avhengig av drivstoffbehovet til motoren, vil membranen til det andre trinnet innta en viss posisjon, slik at passasjen til ventilen til det andre trinnet blir større eller mindre. Jo større undertrykk ved utløpsåpningene til gass/luft-mikseren, jo mer LPG kan strømme til motoren. Det skapes en likevektssituasjon der det, avhengig av undertrykket ved utløpsåpningene til gass/luft-blanderen, strømmer mer eller mindre gass forbi ventilene til første og andre trinn.

System med trinnmotor med tørkegasslange (AMS):
Dette er Vialles AMS-system. Tanken inneholder flytende autogass. Fordamperen/trykkregulatoren sørger for at gassen fordamper når den kommer ut av tanken og at trykket reduseres. Mengden gass som forlater fordamperen styres av venturien i gass/luft-blanderen, som skaper et undertrykk. Jo større undertrykk, jo mer LPG trekkes inn. Undertrykket avhenger av turtallet og belastningen på motoren (på grunn av lufthastigheten). Så etter hvert som det gjøres flere omdreininger, øker mengden gass som suges inn. Dette er imidlertid ikke helt nøyaktig. Det kreves finjustering for å levere nøyaktig den gassmengden motoren trenger. Riktig blandingsforhold ble beregnet ved hjelp av lambdasensormålingen.

Hvis det er injisert for lite gass, er blandingen mager (lambda > 1). Hvis det er for mye gass, er blandingen for rik (lambda < 1). (Tegnet > betyr større enn, og < betyr mindre enn). Lambdasonden vil måle dette i avgassene. Motorledelsen vil derfor gjenkjenne blandingen som er for rik eller for dårlig og kontrollere trinnmotoren. Trinnmotoren gjør da gasspassasjen større eller mindre. Denne trinnmotoren er vanligvis plassert på fordamperen. Under en kaldstart vil denne trinnmotoren være i nøytral posisjon og ikke fungere ennå. Motoren kjører fortsatt i en "open loop"-situasjon. Dette betyr at lambdasensorsignalet ennå ikke er brukt fordi kaldstartanrikningen fortsatt er aktiv. Ulempen med AMS-systemet er at det er enkeltpunktsinjeksjon. Gassen sprøytes inn foran strupeventilen og fordeles med luften over de forskjellige sylindrene. På grunn av den store gassmengden i innløpsrøret er det stor risiko for tilbakeslag.

Dampgassinjeksjon (VSI/EGI):
Dette er Vapor Sequential Injection (VSI) eller Electronic Vapor Gas Injection (EGI). For enkelhets skyld heter det nå bare EGI. Dampgassinjeksjonssystemet er et flerpunktsinjeksjonssystem som styres ved hjelp av en kontrollenhet. Injeksjon kan nå skje per sylinder i stedet for sentralt foran strupeventilen. Dette kan være med en 4 sylindret motor, men også enkelt med en 6 eller 8 sylinder. Gassen injiseres like før innløpsventilen. Sjansen for tilbakeslag er nå mye mindre sammenlignet med AMS-systemet. Ved denne type gassinstallasjon skal det alltid brukes bensin for å starte motoren. Etter kort tid vil gasssystemet slås på automatisk.

Operasjon:
LPG kommer fra fordamperen i gassform. Trykket er redusert av trykkregulatoren i fordamperen. Gassen strømmer deretter til distribusjonshuset. Fordelingshuset doserer gassmengden og fordeler den over injektorene ved hjelp av kontrollsporene. Injektorene sprayer dampgassen inn i inntaksmanifolden, like før inntaksventilen.

Drift av EGI-fordamperen:
Følgende tekst er relatert til bildet nedenfor.

Første trinn operasjon:
I trykkløs tilstand, fjær 6 mot membran 7 spaken mot fjæren 8 trykk ned, og slipp 1. trinns ventilen 3 er åpen.
Når gassen ved innløpsgjennomføringen 1 kommer inn, vil gassen bryte membranen 7 mot våren 6 dytt opp. Sifonen 4 er nå utgitt, og fjær 8 skyver spaken opp. Dette fører til at ventilen til 1. trinn stenger 3.
På toppen av membranen 7 det er vakuum i motoren som gjør at trykket i 1. trinn også blir avhengig av motorvakuum. Trykket i 1. trinn kan justeres med justeringsbolt 5. Trykk 1. trinn = Justert trykk 1. trinn – motorvakuum.
Andre trinn operasjon:
Gassen i det første trinnet kan innledningsvis passere gjennom den frigjorte åpningen gjennom ventilen til det andre trinnet 13. Gassen presser deretter mot fjæren 11 og membran 10, som forårsaker 2. trinns ventil 13 til våren 14 stenger.
På undersiden av membranen 10 det er vakuum i motoren, som betyr at trykket i 2. trinn avhenger av motorvakuum. Trykket i 2. trinn kan justeres med justeringsbolt 12.
Trykk 2. trinn = Justert trykk 2. trinn – motorvakuum.

Overtrykksbeskyttelse 1. trinn:
Når trykket i 1. trinn blir for høyt vil membranen 7 sammen med membranplate 19 Flytte opp.
Når diafragmaaksen 18 mot justeringsbolt 17 kommer til hvile, diafragmaaksen 18 ikke lenger opp.
Membran 7 beveger seg med membranplate 19 lenger opp, og skaper en membranplate 19 ved den smalere delen av membranaksen 18 vil legge seg ned. Her skapes det en åpning som gassen fra 1. trinn passerer gjennom rommet 16, kanal 20 og manifoldtrykkgjennomføring 15 til motorens inntaksmanifold.

Tilbakemelding:
Gasstrykket fra 1. trinn kan tilføres via en kanal 22 under stempelet 23 komme.
Dette gasstrykket virker derfor på stempelet i bunnen 23, motsatt av gasstrykket fra 1. trinn på 2. trinns ventil 21.
Nå vil gasstrykket til 1. trinn være på 2. trinns ventil 21 ikke lenger påvirke åpningen av 2. trinns ventilen 21, fordi gasstrykket i 1. trinn er under stempelet 23 er i motsatt retning.

Flytende gassinjeksjon (LPi)
LPi betyr: Injeksjon av flytende propan). Med flytende gassinjeksjon injiseres autogass som en væske. Så det er ingen fordamper i dette systemet.
Fordi den flytende gassen ikke trenger å fordampes, kan du ganske enkelt starte på gass. Bensininnsprøytningssystemet er derfor faktisk satt ut av funksjon. Dette har den ulempen at bensininjeksjonssystemet kan bli forurenset på grunn av sjelden bruk. Det er derfor lurt å av og til kjøre på bensin en stund. LPi-systemet prøver å tilnærme bensininnsprøytningssystemet så mye som mulig. Den flytende autogassen injiseres gjennom injektorene på inntaksventilen (akkurat som indirekte injiserte bensinmotorer).

Fordamperen og gass/luftblanderen er erstattet av koblingsblokken og injektorene. En pumpe er installert i tanken for å pumpe den flytende autogassen. Væskeinnsprøytningen styres fra det eksisterende motorstyringssystemet, som fullt ut beholder og utnytter sine selvlærende egenskaper. LPi-systemet bruker kun signalet om åpningstiden til bensininjektoren og oversetter det til LPG. Flytende LPG kan doseres svært nøyaktig. Bedre enn gass i dampform.
LPi-systemet følger injeksjonsstrategien til bensinkontrollenheten. Alle alternativer som drivstoffavstengning ved nedbremsing, fartsbegrensning, fulllastanrikning og lambadakontroll kjøres også på LPG. Med LPi har motoren ingen effekttap. Dette skyldes fraværet av luftfortrengningseffekten, som forblir ved dampdosering. På grunn av luftfortrengningseffekten reduseres fyllingsnivået til motoren med omtrent 6 %. Væskeinjeksjonen gir også en kjølende effekt for fordampningen av gassen i sylinderen. Dette vil gi et bedre fyllingsnivå. Dette gir også bedre motorytelse. Drivstofforbruket er fortsatt høyere enn når man kjører samme motor på bensin, fordi det er mindre forbrenningsenergi per kg gass enn i ett kg bensin.

Et høyt systemtrykk kreves for å injisere LPG i flytende form. Systemtrykket tilføres av membranpumpen i tanken. Dette pumper LPG via koblingsblokken til LPG-injektorene. Systemtrykket justeres av trykkregulatoren til 5 bar over tanktrykket.
Oppvarming kan føre til at det dannes dampbobler i rørene. Damp er komprimerbar og kan derfor ikke injiseres nøyaktig. Ved å pumpe flytende LPG rundt under trykk forhindres oppvarming og derfor forhindres eventuell damp i røret. Rørene er også laget av plast og varmeisolert.
Det er også montert et filter på returrøret, som skal holde på eventuelle forurensninger og metallpartikler.

Koblingsblokk (LPi):
Koblingsblokken danner forbindelsen mellom tanken og injektorene (se bildet under). En elektromagnetisk ventil er inkludert i koblingsblokken, som åpner og lukker samtidig med uttaksventilen på tanken. Trykkregulatoren (som normalt fulgte med fordamperen) og trykksensoren er også montert i koblingsblokken. Det er 4 koblinger på koblingsblokken. De fleksible høytrykksrørene er festet til koblingsblokken med en banjobolt. Koblingene må ikke byttes på grunn av flyten av LPG. Ved en defekt må koblingsblokken skiftes helt ut, for den må absolutt ikke tas fra hverandre.

Injektorer (LPi):
"Bunnmatende injektorer" brukes til å injisere flytende autogassen. Denne typen injektor har den fordelen (i motsetning til toppmatede injektorer) at varmen fra injektorspolen ikke får autogassen til å varmes opp. Det er heller nesten ingen tilførsel av LPG igjen i injektoren. Injektorspolen har en motstand på 1,8 Ohm. Et filter er montert foran gassinntaket til bunnmatningsinjektoren for å hindre at grovt monteringssmuss kommer inn i injektoren.

Injektorene plasseres i en universal injektorholder. Tetningene leveres av O-ringer. Injektoren holdes på plass av en skruet ring. Avhengig av plassering på manifolden, ledes gassen gjennom utløpsrørene (se del 9 i figuren).