Autogas

Tópicos:

Geral
Sistemas de GLP regulamentados e não regulamentados
Autogás e tanque de gasolina
Conexão de enchimento
Válvula de gás
Válvula de corte de combustível
Mudar de gasolina para gás
Funcionamento do evaporador
Sistema com motor de passo com mangueira de gás de secagem (AMS)
Injeção de gás vapor (VSI/EGI)
Operação do evaporador EGI
Injeção de gás líquido (LPi)
Bloco de acoplamento (LPi)
Injetores (LPi)

Geral:
O Autogas é usado em pequena escala em todo o mundo como combustível para motores de automóveis de passageiros. (em 2013) aproximadamente 700.000 veículos funcionam com este combustível. Este número pode diminuir porque o benefício do imposto rodoviário para carros antigos com menos de 40 anos foi abolido. A taxa de imposto para esses carros mais antigos é a mesma que a taxa para um carro mais novo. Quando o sistema de GLP for retirado (e claro, fiscalizado), você poderá voltar a usufruir do benefício fiscal se o veículo tiver entre 26 e 40 anos.

O Autogas é melhor para o ambiente do que, por exemplo, a gasolina ou o gasóleo. Os gases de escape são mais limpos. O combustível em si também é mais barato por litro do que a gasolina. O consumo é muitas vezes ligeiramente superior com o GPL, mas o ponto de inflexão é baixo. A potência do motor diminui ligeiramente com o GPL em comparação com a gasolina, com exceção do sistema LPi. Mais sobre isso é explicado no final desta página.

Existem 3 tipos diferentes de sistemas de GLP. Esses sistemas são explicados em detalhes nesta página:

Sistema com motor de passo na mangueira do gás de secagem (AMS) (Injeção de ponto único antes da válvula de gás)
Injeção de gás vapor (VSI/EGI) (injeção multiponto na válvula de admissão)
Injeção de gás líquido (LPi) (injeção multiponto na válvula de admissão)

O termo G2 ou G3 é frequentemente usado:
As instalações G2 utilizam um sistema de gás venturi ou injeção de vapor de gás. Um conversor catalítico com sensor lambda pode estar presente no carro e o equipamento pode ser igual a uma instalação G3. Apesar disso, podem não beneficiar do benefício fiscal de uma instalação G3, porque o veículo não cumpre as normas de emissões ECE94-12, ou porque o veículo não foi testado por um organismo de inspeção reconhecido. As instalações G3 utilizam os tempos de ativação dos injetores de combustível calculados pelo sistema de gerenciamento do motor. Estes tempos são convertidos em tempos de controle para os injetores de gás.

Sistemas de GLP regulamentados e não regulamentados:
Em carros antigos (carros antigos) sem sistema de gerenciamento do motor, ou seja, sem conversor catalítico e controle lambda, é utilizado um sistema de GLP não regulamentado. Este sistema convencional foi utilizado até 1990, porque as exigências ambientais tornaram-se mais rigorosas naquela época. Houve também mais problemas com tiros pela culatra no sistema não regulamentado. Um sistema controlado, tal como ainda é utilizado hoje, é equipado com uma unidade de controle eletrônico. Com a ajuda do sensor lambda, uma quantidade de gás mais precisa pode ser injetada. O catalisador converte gases de escape nocivos em gases menos nocivos.

Autogás e tanque de gás:
A composição do autogás varia entre 30% de propano e 70% de butano no verão, e até 70% de propano e 30% de butano no inverno. O butano não sai mais do tanque a uma temperatura de -10 graus porque a pressão de vapor é muito baixa, então a porcentagem deve ser menor no inverno do que no verão. Isso é feito automaticamente nos postos de gasolina. Se o carro rodar muito pouco, existe a possibilidade de surgirem problemas de combustível porque a composição no tanque ainda era de um período mais quente.

O autogás líquido é armazenado no tanque. O gás tem pressão máxima de trabalho de 2500 kPa (25 bar).

Um tanque com GLP líquido nunca deve ser cheio até 100%, caso contrário não haverá espaço suficiente para o gás se expandir quando aquecido. O tanque de gasolina foi projetado de forma que só possa ser enchido até 80%. O autogás líquido sai do tanque através da válvula eletromagnética, que abre quando o motor é ligado. Nesse caso, o autogás líquido flui através do tubo até a válvula de gás. Mais sobre isso posteriormente nesta página.
Após a fabricação do tanque, a data de fabricação é carimbada no tanque. O tanque estará em boas condições pelos próximos 10 anos. Os tanques de gás são testados a uma pressão de 3000kPa (30 bar). A pressão de ruptura de um tanque de gás é 10.000kPa (100 bar). Uma caixa estanque ao gás é colocada ao redor dos apêndices, chamada de caixa de apêndices. A caixa anexa é conectada ao ar externo por meio de uma mangueira de ventilação. A finalidade da caixa anexa é drenar os gases de vazamento existentes para o ar externo em caso de vazamento. Estes gases de fuga não devem de forma alguma entrar no interior.
Os tanques de gás são fixados a uma subestrutura de aço com tiras de tensão. Este chassi auxiliar de aço é aparafusado à carroceria do carro. Tiras de plástico foram colocadas entre o tanque e as tiras de tensão para proteção. O tanque de gasolina não pode ser conectado de outra forma à carroceria!

Conexão de enchimento:
Há uma rosca na conexão de enchimento. Um adaptador (adaptador) pode ser parafusado aqui. Isto pode ser necessário ao reabastecer no exterior. A válvula de enchimento externa está equipada com uma válvula de retenção, que evita o retorno do gás após o enchimento. A bomba do posto de gasolina empurrará o gás sob pressão através desta conexão de enchimento. O gás flui através da mangueira de enchimento para o tanque de gás através da conexão de enchimento.

Válvula de gás:
A válvula de gás é montada o mais próximo possível do evaporador. A válvula de corte de gás é energizada quando a ignição é ligada e a chave seletora de combustível é selecionada para gás. A unidade de controle controla esta válvula de gás. O controle é interrompido quando o motor é desligado. O gás automático que entra na válvula de gás vindo do tanque de gás flui através do filtro. Quando a bobina não está energizada, a válvula fecha a passagem para o evaporador. O GLP então entra no espaço ao redor e acima da válvula através do furo “A”. Como o GLP pressiona a válvula, a passagem para o evaporador fica firmemente fechada. Assim que a bobina é energizada, o núcleo de ferro macio torna-se magnético. O magnetismo puxa a válvula para cima. A passagem para o evaporador está agora aberta, para que o autogás possa fluir para o evaporador. Assim que o motor freia, a válvula de gás interrompe temporariamente o fornecimento de gás até que o motorista acelere novamente.

Válvula de corte de combustível:
Ao dirigir a gasolina, o fornecimento de gasolina é desligado. Nesse momento a bobina não está energizada e a válvula fecha a passagem. Quando você muda do gás para a gasolina novamente, a bobina é energizada e o núcleo de ferro macio torna-se magnético. Isso puxa a válvula para cima, permitindo a passagem da gasolina.

Mudar de gasolina para gás:
Se você começar com gasolina e mudar para gás, essa mudança não ocorrerá imediatamente. O motor funciona temporariamente com ambos os combustíveis. Isto garante uma transição suave da gasolina para o gás. Esta situação é chamada de “tempo de execução duplo”.
A unidade de controle determina por quanto tempo o motor funciona com ambos os combustíveis simultaneamente. Com um motor frio, este tempo será mais longo do que com um motor quente, porque a evaporação do combustível é menor no ar exterior frio. Após alguns minutos (dependendo do sistema e das temperaturas), o fornecimento de combustível é completamente desligado através da válvula de corte de combustível.

Funcionamento do evaporador:
Para tornar a operação do evaporador o mais clara possível, o evaporador na imagem é desenhado da forma mais simples possível. Mais adiante nesta página será dada uma explicação sobre um evaporador real (EGI), que é muito mais difícil. É por isso que o evaporador simples é explicado primeiro para deixar claro o básico.

A função do evaporador é tornar gasoso o gás líquido do carro no tanque. O gás líquido deve ser evaporado (daí o nome evaporador). O calor é necessário para evaporar o gás líquido. Este calor é extraído do refrigerante. Este é aquecido pelo motor e, portanto, fica em torno de 90 graus quando o motor está em temperatura operacional. É importante que o evaporador aqueça o mais rápido possível, por isso o líquido refrigerante é drenado antes do termostato. Isto também é possível com o circuito de refrigeração do aquecedor, pois esta linha de alimentação também é conectada antes do termostato.
Como o evaporador requer calor puro, é lógico que o motor seja primeiro aquecido antes que o processo de evaporação possa começar. Essa também é a razão pela qual você não pode começar diretamente com gás. Durante o arranque a frio, o motor funcionará com gasolina durante os primeiros minutos antes de o sistema passar para gás.

Operação teórica do evaporador:
A sala A é a sala da primeira escada, a sala C é a sala da segunda escada.
Nas salas B e D prevalece a pressão de referência, que neste caso é a pressão do ar exterior.

Válvula de gás aberta, motor parado:
O GLP líquido flui do tanque de gás passando pela válvula do 1º estágio até a sala A. O GLP passa do estado líquido para o estado gasoso.
O GLP cria uma pressão no espaço A. Essa pressão empurra a membrana do 1º estágio para a esquerda. A mola 1 é comprimida, enquanto a mola 2 relaxa. Quando a pressão na sala A é de aproximadamente 135kPa, o diafragma do 1º estágio foi movido tão para a esquerda que a válvula do 1º estágio fecha. Não há mais fluxo de GLP para o espaço A. A mola 3 garante que a válvula do 2º estágio permaneça fechada nesta condição.

Válvula de gás aberta, motor funcionando:
Quando o motor está funcionando, o ar de admissão cria uma pressão negativa na abertura de saída do misturador gás/ar. Esta pressão negativa viaja através da mangueira do gás de secagem para o espaço C (2º estágio) do evaporador/regulador de pressão. A pressão de referência no espaço D faz agora com que o diafragma do segundo estágio se mova para a esquerda. A mola 3 é comprimida e a válvula do segundo estágio abre. O autogás agora flui da sala A para a sala C e de lá para o motor. Como o GLP flui da sala A para a sala C, a pressão na sala A cai. A válvula do primeiro estágio se abrirá, de modo que o GLP flua novamente do tanque para a sala A. O GLP que passa pela válvula do segundo estágio para o espaço C cria uma pressão no espaço C. Dependendo da necessidade de combustível do motor, o diafragma do segundo estágio assumirá uma determinada posição, de forma que a passagem da válvula do segundo estágio fique maior ou menor. Quanto maior a pressão negativa nas aberturas de saída do misturador gás/ar, mais GLP pode fluir para o motor. É criada uma situação de equilíbrio na qual, dependendo da pressão negativa nas aberturas de saída do misturador gás/ar, mais ou menos gás passa pelas válvulas do primeiro e segundo estágios.

Sistema com motor de passo com mangueira de gás de secagem (AMS):
Este é o sistema AMS da Vialle. O tanque contém autogás líquido. O evaporador/regulador de pressão garante que o gás evapore ao sair do tanque e que a pressão seja reduzida. A quantidade de gás que sai do evaporador é controlada pelo Venturi no misturador gás/ar, o que cria uma pressão negativa. Quanto maior a pressão negativa, mais GLP é aspirado. A pressão negativa depende da velocidade e da carga do motor (devido à velocidade do ar). Assim, à medida que mais revoluções são feitas, a quantidade de gás sugado aumenta. No entanto, isso não é realmente preciso. O ajuste fino é necessário para fornecer exatamente a quantidade de gasolina que o motor necessita. A proporção de mistura correta foi calculada usando a medição do sensor lambda.

Se tiver sido injetado muito pouco gás, a mistura é pobre (lambda > 1). Se houver muito gás, a mistura é muito rica (lambda < 1). (O sinal > significa maior que e < significa menor que). O sensor lambda medirá isso nos gases de escape. A gestão do motor irá, portanto, reconhecer a mistura que é muito rica ou muito pobre e controlar o motor de passo. O motor de passo então aumenta ou diminui a passagem do gás. Este motor de passo geralmente é colocado no evaporador. Durante uma partida a frio, este motor de passo estará na posição neutra e ainda não funcionará. O motor ainda está funcionando em situação de “malha aberta”. Isto significa que o sinal do sensor lambda ainda não foi utilizado porque o enriquecimento de partida a frio ainda está ativo. A desvantagem do sistema AMS é que ele é de injeção de ponto único. O gás é injetado na frente da válvula borboleta e distribuído com o ar pelos diversos cilindros. Devido à grande quantidade de gás no tubo de entrada, existe um grande risco de contra-explosão.

Injeção de gás vapor (VSI/EGI):
Esta é a injeção sequencial de vapor (VSI) ou injeção eletrônica de gás de vapor (EGI). Por conveniência, agora é chamado apenas de EGI. O sistema de injeção de vapor de gás é um sistema de injeção multiponto controlado por uma unidade de controle. A injeção agora pode ocorrer por cilindro, em vez de centralmente na frente da válvula borboleta. Isto pode ser feito com um motor de 4 cilindros, mas também facilmente com um motor de 6 ou 8 cilindros. O gás é injetado logo antes da válvula de admissão. A chance de um tiro sair pela culatra é agora muito menor em comparação com o sistema AMS. Neste tipo de instalação a gás, deve-se utilizar sempre gasolina para ligar o motor. Após um curto período de tempo, o sistema de gás será ligado automaticamente.

Operação:
O GLP sai do evaporador em estado gasoso. A pressão foi reduzida pelo regulador de pressão no evaporador. O gás então flui para a casa de distribuição. A caixa de distribuição dosa a quantidade de gás e distribui-a pelos injetores através das ranhuras de controle. Os injetores pulverizam o gás vaporoso no coletor de admissão, logo antes da válvula de admissão.

Operação do evaporador EGI:
O texto a seguir está relacionado à imagem abaixo.

Operação da primeira fase:
Em estado despressurizado, a mola 6 contra membrana 7 a alavanca contra a mola 8 empurre para baixo, liberando a válvula do 1º estágio 3 está aberto.
Quando o gás no ilhó de entrada 1 entra, o gás romperá a membrana 7 contra a primavera 6 flexão. O sifão 4 agora está liberado, e pena 8 empurra a alavanca para cima. Isso faz com que a válvula do 1º estágio feche 3.
No topo da membrana 7 existe vácuo no motor, o que significa que a pressão no 1º estágio também fica dependente do vácuo do motor. A pressão no 1º estágio pode ser ajustada ajustando o parafuso 5. Pressão 1º estágio = Pressão ajustada 1º estágio – vácuo do motor.
Operação do segundo estágio:
O gás do primeiro estágio pode inicialmente passar pela abertura liberada através da válvula do segundo estágio 13. O gás então pressiona contra a mola 11 e membrana 10, fazendo com que a válvula do 2º estágio 13 na primavera 14 fecha.
Na parte inferior da membrana 10 existe vácuo no motor, o que significa que a pressão no 2º estágio depende do vácuo do motor. A pressão no 2º estágio pode ser ajustada ajustando o parafuso 12.
Pressão 2º estágio = Pressão ajustada 2º estágio – vácuo do motor.

Proteção contra sobrepressão 1º estágio:
Quando a pressão no 1º estágio ficar muito alta, o diafragma irá 7 juntamente com placa de membrana 19 subir.
Quando o eixo do diafragma 18 contra parafuso de ajuste 17 chega ao repouso, o eixo do diafragma 18 não mais para cima.
Membrana 7 move-se com placa de membrana 19 mais acima, criando uma placa de membrana 19 na parte mais estreita do eixo da membrana 18 vai deitar. Aqui é criada uma abertura por onde o gás do 1º estágio passa pelo espaço 16, canal 20 e ilhó de pressão múltipla 15 ao coletor de admissão do motor.

Opinião:
A pressão do gás do 1º estágio pode ser fornecida através de um canal 22 sob o êmbolo 23 venha.
Esta pressão de gás, portanto, atua no êmbolo na parte inferior 23, oposto à pressão do gás do 1º estágio na válvula do 2º estágio 21.
Agora a pressão do gás do 1º estágio estará na válvula do 2º estágio 21 não influencia mais a abertura da válvula do 2º estágio 21, porque a pressão do gás do 1º estágio está abaixo do êmbolo 23 está na direção oposta.

Injeção de gás líquido (LPi)
LPi significa: injeção de propano líquido). Com a injeção de gás líquido, o autogás é injetado como líquido. Portanto não há evaporador neste sistema.
Como o gás líquido não precisa ser evaporado, você pode simplesmente começar com gás. O sistema de injecção de gasolina fica, portanto, praticamente fora de serviço. Isto tem a desvantagem de o sistema de injecção de gasolina poder ficar contaminado devido a uma utilização pouco frequente. Portanto, é aconselhável dirigir ocasionalmente com gasolina por um tempo. O sistema LPi tenta aproximar-se o máximo possível do sistema de injeção de gasolina. O autogás líquido é injetado através dos injetores na válvula de admissão (exatamente como nos motores a gasolina com injeção indireta).

O evaporador e o misturador gás/ar foram substituídos pelo bloco de acoplamento e pelos injetores. Uma bomba é instalada no tanque para bombear o autogás líquido. A injeção de fluido é controlada a partir do sistema de gerenciamento do motor existente, que retém e utiliza totalmente suas propriedades de autoaprendizagem. O sistema LPi utiliza apenas o sinal do tempo de abertura do injetor de gasolina e o traduz em GLP. O GLP líquido pode ser dosado com muita precisão. Melhor que gás em forma de vapor.
O sistema LPi segue a estratégia de injeção da unidade de controle de gasolina. Todas as opções, como corte de combustível em desaceleração, limitação de velocidade, enriquecimento de carga total e controle lambada também funcionam com GLP. Com LPi o motor não tem perda de potência. Isto se deve à ausência do efeito de deslocamento de ar, que permanece com a dosagem de vapor. Devido ao efeito de deslocamento do ar, o nível de enchimento do motor diminui aproximadamente 6%. A injeção de líquido também proporciona um efeito de resfriamento para a evaporação do gás no cilindro. Isso resultará em um melhor nível de enchimento. Isso também resulta em melhor desempenho do motor. O consumo de combustível é ainda mais elevado do que quando se conduz o mesmo motor a gasolina, porque há menos energia de combustão por kg de gás do que por um kg de gasolina.

É necessária uma alta pressão do sistema para injetar o GLP na forma líquida. A pressão do sistema é fornecida pela bomba de diafragma no tanque. Isto bombeia o GLP através do bloco de acoplamento para os injetores de GLP. A pressão do sistema é ajustada pelo regulador de pressão para 5 bar acima da pressão do tanque.
O aquecimento pode causar a formação de bolhas de vapor nos tubos. O vapor é compressível e, portanto, não pode ser injetado com precisão. Ao bombear o GLP líquido sob pressão, o aquecimento é evitado e, portanto, qualquer vapor na tubulação é evitado. Os tubos também são feitos de plástico e isolados do calor.
Um filtro também é montado no tubo de retorno, que deve reter quaisquer contaminantes e partículas metálicas.

Bloco de acoplamento (LPi):
O bloco de acoplamento forma a conexão entre o tanque e os injetores (ver imagem abaixo). Uma válvula eletromagnética está incluída no bloco de acoplamento, que abre e fecha simultaneamente com a válvula de retirada do tanque. O regulador de pressão (que normalmente acompanha o evaporador) e o sensor de pressão também são montados no bloco de acoplamento. Existem 4 conexões no bloco de acoplamento. Os tubos flexíveis de alta pressão são fixados ao bloco de acoplamento com um parafuso banjo. As conexões não devem ser trocadas devido ao fluxo do GLP. Em caso de defeito, o bloco de acoplamento deve ser totalmente substituído, pois certamente não deve ser desmontado.

Injetores (LPi):
“Injetores de alimentação inferior” são usados para injetar o autogás líquido. Este tipo de injetor tem a vantagem (ao contrário dos injetores de alimentação superior) de que o calor da bobina do injetor não causa o aquecimento do autogás. Também quase não há suprimento de GLP no injetor. A bobina do injetor tem uma resistência de 1,8 Ohm. Um filtro é montado na frente da entrada de gás do injetor de alimentação inferior para evitar que sujeira grossa de montagem entre no injetor.

Os injetores são colocados em um porta-injetores universal. As vedações são fornecidas por O-rings. O injetor é mantido no lugar por um anel parafusado. Dependendo da colocação no colector, o gás é conduzido através dos tubos de saída (ver parte 9 da figura).