Otogaz

denekler:

Genel
Düzenlemeli ve düzenlemesiz LPG sistemleri
Otogaz ve gaz tankı
Doldurma bağlantısı
Gaz vanası
Yakıt kapatma valfi
Petrolden gaza geçiş
Evaporatörün çalışması
Kurutma gazı hortumlu step motorlu sistem (AMS)
Buhar gazı enjeksiyonu (VSI/EGI)
EGI evaporatörünün çalışması
Sıvı gaz enjeksiyonu (LPi)
Kaplin bloğu (LPi)
Enjektörler (LPi)

Genel:
Otogaz dünya çapında küçük ölçekte binek araç motorlarında yakıt olarak kullanılmaktadır. (2013 yılı itibariyle) yaklaşık 700.000 araç bu yakıtla çalışmaktadır. 40 yaşın altındaki eski model araçlara yönelik yol vergisi avantajının kaldırılması nedeniyle bu sayı azalabilir. Bu eski arabaların vergi oranı, daha genç arabaların oranıyla aynıdır. LPG sistemi çıkarıldığında (ve elbette muayenesi yapıldığında) aracın yaşı 26 ile 40 arasında ise vergi avantajından tekrar yararlanabileceksiniz.

Otogaz çevre açısından örneğin benzin veya dizel yakıtlardan daha iyidir. Egzoz gazları daha temizdir. Yakıtın kendisi de litre başına benzinden daha ucuzdur. LPG'de tüketim genellikle biraz daha yüksektir, ancak devrilme noktası düşüktür. LPi sistemi haricinde, LPG'de motor gücü benzine göre biraz azalır. Bununla ilgili daha fazla bilgi bu sayfanın alt kısmında açıklanmaktadır.

3 farklı tip LPG sistemi bulunmaktadır. Bu sistemler bu sayfada detaylı olarak anlatılmaktadır:

Kurutma gazı hortumunda (AMS) step motorlu sistem (Gaz vanasından önce tek nokta enjeksiyon)
Buhar gazı enjeksiyonu (VSI/EGI) (Giriş valfinde çok noktalı enjeksiyon)
Sıvı gaz enjeksiyonu (LPi) (Giriş valfinde çok noktalı enjeksiyon)

G2 veya G3 terimi sıklıkla kullanılır:
G2 kurulumlarında gaz venturi sistemi veya buhar gazı enjeksiyonu kullanılır. Araçta lambda sensörlü katalitik konvertör bulunabilir ve donanım G3 kurulumuna eşit olabilir. Buna rağmen, aracın ECE3-94 emisyon standartlarını karşılamaması veya aracın tanınmış bir muayene kuruluşu tarafından test edilmemesi nedeniyle G12 kurulumunun vergi avantajı kapsamına girmeyebilirler. G3 kurulumları, motor yönetim sistemi tarafından hesaplanan yakıt enjektörü aktivasyon sürelerini kullanır. Bu zamanlar gaz enjektörleri için kontrol zamanlarına dönüştürülür.

Düzenlemeli ve düzenlemesiz LPG sistemleri:
Motor yönetim sistemi olmayan, yani katalitik konvertör ve lambda kontrolü bulunmayan eski otomobillerde (vintage otomobiller) regüle edilmemiş bir LPG sistemi kullanılır. Bu geleneksel sistem 1990 yılına kadar kullanıldı çünkü o dönemde çevresel gereklilikler daha sıkı hale geldi. Düzenlenmemiş sistemden kaynaklanan geri tepmelerle ilgili daha fazla sorun vardı. Günümüzde halen kullanılmakta olan kontrollü bir sistem, elektronik kontrol ünitesi ile donatılmıştır. Lambda sensörü yardımıyla daha doğru miktarda gaz enjekte edilebilmektedir. Katalizör, zararlı egzoz gazlarını daha az zararlı olanlara dönüştürür.

Otogaz ve gaz tankı:
Otogazın bileşimi yaz aylarında %30 propan ile %70 bütan arasında, kışın ise %70 propan ve %30 bütan arasında değişmektedir. Bütan artık -10 derece sıcaklıkta tanktan çıkmıyor çünkü buhar basıncı çok düşük, bu nedenle yüzde kışın yaz aylarına göre daha düşük olmalıdır. Bu, benzin istasyonlarında otomatik olarak yapılır. Araç çok az kullanılıyorsa, depodaki bileşim hâlâ daha sıcak bir döneme ait olduğundan yakıt sorunlarının ortaya çıkma ihtimali vardır.

Sıvı otogaz tankta depolanır. Gazın maksimum çalışma basıncı 2500 kPa'dır (25 bar).

Sıvı LPG içeren bir tank asla %100 doldurulmamalıdır, aksi takdirde gazın ısıtıldığında genleşmesi için yeterli alan kalmayacaktır. Benzin deposu ancak %80 oranında doldurulabilecek şekilde tasarlanmıştır. Sıvı otogaz, motor çalıştırıldığında açılan elektromanyetik çıkış valfi aracılığıyla depodan ayrılır. Bu durumda sıvı otogaz boru üzerinden gaz vanasına akar. Bu konuda daha sonra bu sayfada daha fazla bilgi bulacaksınız.
Tank üretildikten sonra üretim tarihi tankın üzerine basılmaktadır. Tankın önümüzdeki 10 yıl boyunca iyi durumda olacağı görülecek. Gaz tankları 3000kPa (30 bar) basınca kadar test edilir. Bir gaz tankının patlama basıncı 10.000kPa'dır (100 bar). Eklerin etrafına, ek kutusu adı verilen gaz geçirmez bir kutu yerleştirilir. Ek kutusu bir havalandırma hortumu aracılığıyla dış havaya bağlanır. Ek kutunun amacı, bir sızıntı durumunda mevcut sızıntı gazlarını dış havaya tahliye etmektir. Bu sızıntı gazlarının kesinlikle iç mekana girmemesi gerekmektedir.
Gaz tankları, gergi kayışlarıyla çelik bir alt çerçeveye bağlanır. Bu çelik alt çerçeve arabanın gövdesine vidalanmıştır. Tank ile gergi şeritleri arasına koruma amacıyla plastik şeritler yerleştirilmiştir. Gaz deposu üstyapıya başka hiçbir şekilde bağlanamaz!

Doldurma bağlantısı:
Doldurma bağlantısında bir diş vardır. Buna bir adaptör (adaptör) vidalanabilir. Yurt dışında yakıt ikmali yaparken bu gerekli olabilir. Dış dolum vanası, dolum sonrasında gazın geri akmasını önleyen bir çek valf ile donatılmıştır. Benzin istasyonundaki pompa, gazı basınç altında bu doldurma bağlantısından itecektir. Gaz, doldurma hortumu üzerinden doldurma bağlantısı üzerinden gaz tankına akar.

Gaz vanası:
Gaz vanası evaporatöre mümkün olduğu kadar yakın monte edilir. Kontak açıldığında ve yakıt seçme anahtarı gaza seçildiğinde gaz kesme vanasına enerji verilir. Kontrol ünitesi bu gaz vanasını kontrol eder. Motor kapanınca kontrol durdurulur.Gaz deposundan gaz vanasına giren otogaz filtreden geçerek akar. Bobine enerji verilmediğinde vana evaporatöre giden geçişi kapatır. LPG daha sonra “A” deliğinden vananın etrafındaki ve üstündeki boşluğa girer. LPG valfe baskı yaptığından evaporatöre geçiş sıkıca kapatılır. Bobine enerji verildiği anda yumuşak demir çekirdek manyetik hale gelir. Manyetizma valfi yukarı doğru çeker. Evaporatöre geçiş artık açıktır, böylece otogaz evaporatöre akabilir. Motor frenlendiğinde gaz valfi, sürücü tekrar hızlanana kadar gaz beslemesini geçici olarak keser.

Yakıt kapatma vanası:
Gazla sürüş sırasında benzin beslemesi kapatılır. Bu anda bobine enerji verilmez ve vana geçişi kapatır. Tekrar gazdan benzine geçtiğinizde bobine enerji verilir ve yumuşak demir çekirdek manyetik hale gelir. Bu, valfi yukarı doğru çekerek benzinin geçmesine izin verir.

Benzinden gaza geçiş:
Benzinle başlayıp gaza geçerseniz bu geçiş hemen gerçekleşmez. Motor geçici olarak her iki yakıtla da çalışır. Bu, benzinden gaza yumuşak bir geçiş sağlar. Bu duruma “çift çalışma süresi” denir.
Kontrol ünitesi, motorun aynı anda her iki yakıtla ne kadar süre çalışacağını belirler. Soğuk bir motorda bu süre, sıcak bir motora göre daha uzun olacaktır, çünkü yakıtın buharlaşması soğuk dış havada daha zayıftır. Birkaç dakika sonra (sisteme ve sıcaklıklara bağlı olarak), yakıt kesme vanası aracılığıyla yakıt beslemesi tamamen kapatılır.

Evaporatörün çalışması:
Evaporatörün çalışmasını olabildiğince net hale getirmek için resimdeki evaporatör mümkün olduğunca basit bir şekilde çizilmiştir. Bu sayfada daha sonra çok daha zor olan gerçek (EGI) evaporatör hakkında bir açıklama yapılacaktır. Bu nedenle temelleri açıklığa kavuşturmak için öncelikle basit evaporatör açıklanmaktadır.

Evaporatörün görevi tanktaki sıvı araba gazını gaz haline getirmektir. Sıvı gazın buharlaştırılması gerekir (bu nedenle buharlaştırıcı adı verilir). Sıvı gazın buharlaşması için ısıya ihtiyaç vardır. Bu ısı soğutucudan alınır. Bu, motor tarafından ısıtılır ve dolayısıyla motor çalışma sıcaklığındayken yaklaşık 90 derecedir. Evaporatörün mümkün olduğu kadar çabuk ısınması önemlidir, bu nedenle soğutma sıvısı termostattan önce boşaltılır. Bu besleme hattı aynı zamanda termostattan önce bağlandığından ısıtıcının soğutma devresi ile de mümkündür.
Evaporatör saf ısıya ihtiyaç duyduğundan, buharlaşma sürecinin başlayabilmesi için öncelikle motorun ısıtılması mantıklıdır. Doğrudan gazla başlayamamanızın nedeni de budur. Soğuk çalıştırma sırasında, sistem gaza geçmeden önce motor ilk birkaç dakika benzinle çalışacaktır.

Evaporatörün teorik çalışması:
A odası birinci merdivenin odası, C odası ise ikinci merdivenin odasıdır.
B ve D odalarında referans basınç hakimdir; bu durumda bu, dış hava basıncıdır.

Gaz vanası açık, motor çalışmıyor:
Sıvı LPG gaz tankından 1. kademe vanasını geçerek A odasına akar. LPG sıvı halden gaz haline geçer.
LPG A boşluğunda bir basınç oluşturur. Bu basınç 1. kademe membranını sola doğru iter. Yay 1 sıkıştırılırken, yay 2 gevşetilir. A odasındaki basınç yaklaşık 135kPa olduğunda 1.kademenin diyaframı 1.kademenin vanası kapanacak kadar sola kaydırılmıştır. Artık A boşluğuna LPG akışı kalmamaktadır. Yay 3, 2.kademe vanasının bu durumda kapalı kalmasını sağlar.

Gaz vanası açık, motor çalışıyor:
Motor çalışırken, giriş havası, gaz/hava karıştırıcısının çıkış açıklığında negatif bir basınç oluşturur. Bu negatif basınç, kurutma gazı hortumu üzerinden evaporatörün/basınç regülatörünün C boşluğuna (2. aşama) gider. D uzayındaki referans basıncı şimdi ikinci kademenin diyaframının sola doğru hareket etmesine neden olur. Yay 3 sıkıştırılır ve ikinci kademenin valfi açılır. Otogaz artık A odasından C odasına, oradan da motora akıyor. LPG A odasından C odasına aktığı için A odasındaki basınç düşer, birinci kademenin vanası açılacak ve LPG tanktan A odasına tekrar akacaktır. İkinci kademenin valfinden C boşluğuna akan LPG, C boşluğunda bir basınç oluşturur. Motorun yakıt ihtiyacına bağlı olarak ikinci kademe diyaframı belli bir pozisyon alacaktır, böylece ikinci kademe valfinin geçişi artacak veya azalacaktır. Gaz/hava karıştırıcısının çıkış açıklıklarındaki negatif basınç ne kadar büyük olursa, motora o kadar fazla LPG akabilir. Gaz/hava karıştırıcısının çıkış açıklıklarındaki düşük basınca bağlı olarak, birinci ve ikinci aşamaların valflerinden az veya çok gazın aktığı bir denge durumu yaratılır.

Kurutma gazı hortumlu (AMS) step motorlu sistem:
Bu Vialle'nin AMS sistemi. Tankta sıvı otogaz bulunmaktadır. Evaporatör/basınç regülatörü, gazın tanktan çıktığında buharlaşmasını ve basıncın düşmesini sağlar. Evaporatörden çıkan gaz miktarı, gaz/hava karıştırıcısındaki venturi tarafından kontrol edilir ve bu da negatif basınç oluşturur. Negatif basınç ne kadar büyük olursa, o kadar fazla LPG içeri çekilir. Negatif basınç, motorun hızına ve yüküne bağlıdır (hava hızından dolayı). Yani devir sayısı arttıkça emilen gaz miktarı da artar. Ancak bu aslında doğru değil. Motorun ihtiyaç duyduğu gaz miktarını tam olarak sağlamak için ince ayar yapılması gerekir. Lambda sensörü ölçümü kullanılarak doğru karışım oranı hesaplandı.

Çok az gaz enjekte edilmişse karışım fakirdir (lambda > 1). Çok fazla gaz varsa karışım çok zengindir (lambda < 1). (> işareti büyüktür, < işareti küçüktür anlamına gelir). Lambda sensörü bunu egzoz gazlarında ölçecektir. Motor yönetimi bu nedenle karışımın çok zengin veya çok zayıf olduğunu fark edecek ve step motoru kontrol edecektir. Step motor daha sonra gaz geçişini büyütür veya küçültür. Bu step motor genellikle evaporatörün üzerine yerleştirilir. Soğuk çalıştırma sırasında bu step motor nötr konumda olacak ve henüz çalışmayacaktır. Motor hala “açık çevrim” durumunda çalışıyor. Bu, soğuk başlatma zenginleştirmesi hala etkin olduğundan lambda sensörü sinyalinin henüz kullanılmadığı anlamına gelir. AMS sisteminin dezavantajı tek noktadan enjeksiyon olmasıdır. Gaz, gaz kelebeğinin önüne enjekte edilir ve hava ile birlikte farklı silindirlere dağıtılır. Giriş borusundaki büyük miktarda gaz nedeniyle, güçlü bir geri tepme riski vardır.

Buhar gazı enjeksiyonu (VSI/EGI):
Bu, Sıralı Buhar Enjeksiyonu (VSI) veya Elektronik Buhar Gazı Enjeksiyonudur (EGI). Kolaylık sağlamak için artık sadece EGI olarak adlandırılıyor. Buhar gazı enjeksiyon sistemi, bir kontrol ünitesi kullanılarak kontrol edilen çok noktalı bir enjeksiyon sistemidir. Enjeksiyon artık gaz kelebeğinin önünde merkezi olarak yerine silindir başına gerçekleştirilebiliyor. Bu 4 silindirli bir motorla olabileceği gibi 6 veya 8 silindirli bir motorla da kolaylıkla yapılabilir. Gaz, giriş valfinin hemen öncesinde enjekte edilir. Geri tepme olasılığı artık AMS sistemine kıyasla çok daha düşük. Bu tür gaz kurulumunda motoru çalıştırmak için daima benzin kullanılmalıdır. Kısa bir süre sonra gaz sistemi otomatik olarak açılacaktır.

Operasyon:
LPG evaporatörden gaz halinde gelir. Evaporatördeki basınç regülatörü sayesinde basınç düşürülmüştür. Gaz daha sonra dağıtım evine akar. Dağıtım mahfazası gaz miktarını dozlar ve kontrol yuvalarını kullanarak enjektörlere dağıtır. Enjektörler buhar halindeki gazı emme valfinin hemen öncesinde emme manifolduna püskürtür.

EGI evaporatörünün çalışması:
Aşağıdaki metin aşağıdaki görselle ilgilidir.

Birinci aşama operasyon:
Basınçsız durumda, bahar 6 membrana karşı 7 kolu yaya karşı 8 1. aşama valfini serbest bırakarak aşağı doğru bastırın 3 açık.
Giriş rondelasındaki gaz 1 içeri girerse gaz zarı kırar 7 bahara karşı 6 yukarı itin. Sifon 4 şimdi serbest bırakıldı ve tüy 8 kolu yukarı doğru iter. Bu, 1. aşamadaki vananın kapanmasına neden olur 3.
Membranın üst kısmında 7 motorda bir vakum vardır, bu da 1. aşamadaki basıncın da motor vakumuna bağlı olduğu anlamına gelir. 1. kademedeki basınç ayar civatası ile ayarlanabilmektedir. 5. Basınç 1. aşama = Ayarlanan basınç 1. aşama – motor vakumu.
İkinci aşama operasyonu:
Birinci aşamadaki gaz, başlangıçta ikinci aşamanın valfi aracılığıyla serbest bırakılan açıklıktan geçebilir. 13. Gaz daha sonra yaya doğru baskı yapar 11 ve membran 102. aşama vanasına neden oluyor 13 bahara kadar 14 kapalı.
Membranın alt kısmında 10 motorda bir vakum vardır, bu da 2. kademedeki basıncın motor vakumuna bağlı olduğu anlamına gelir. 2.kademedeki basınç ayar civatası ile ayarlanabilmektedir. 12.
Basınç 2. aşama = Ayarlanan basınç 2. aşama – motor vakumu.

Aşırı basınç koruması 1. aşama:
1. kademedeki basınç çok yükseldiğinde diyafram 7 membran plakasıyla birlikte 19 yukarı hareket et.
Diyafram ekseni ne zaman 18 ayar cıvatasına karşı 17 dinlenmeye gelir, diyafram ekseni 18 daha yukarısı yok.
Zar 7 membran plaka ile hareket eder 19 daha da yukarı, bir membran plakası oluşturarak 19 membran ekseninin daha dar kısmında 18 yatacak. Burada 1. aşamadan gelen gazın uzaydan geçeceği bir açıklık yaratılır. 16, kanal 20 ve manifold basınç rondelası 15 motor emme manifolduna.

Geri bildirim:
1. kademeden gelen gaz basıncı bir kanal üzerinden sağlanabilir. 22 pistonun altında 23 gel.
Dolayısıyla bu gaz basıncı alttaki pistona etki eder 23, 1.kademe valfinde 2.kademeden gelen gaz basıncının tersi 21.
Artık 1.kademenin gaz basıncı 2.kademe vanasında olacaktır. 21 artık 2. aşama vanasının açılmasını etkilemez 211. kademenin gaz basıncı pistonun altında olduğundan 23 ters yöndedir.

Sıvı gaz enjeksiyonu (LPi)
LPi şu anlama gelir: Sıvı Propan enjeksiyonu). Sıvı gaz enjeksiyonunda otogaz sıvı olarak enjekte edilir. Yani bu sistemde evaporatör bulunmamaktadır.
Sıvı gazın buharlaştırılması gerekmediğinden gazla başlayabilirsiniz. Benzin enjeksiyon sistemi bu nedenle fiilen devre dışı bırakılır. Bunun, seyrek kullanım nedeniyle benzin enjeksiyon sisteminin kirlenmesi gibi bir dezavantajı vardır. Bu nedenle ara sıra bir süre benzinle araç kullanmanız tavsiye edilir. LPi sistemi, benzin enjeksiyon sistemine mümkün olduğunca yaklaşmaya çalışır. Sıvı otogaz, emme valfindeki enjektörler aracılığıyla enjekte edilir (tıpkı dolaylı enjeksiyonlu benzinli motorlarda olduğu gibi).

Evaporatör ve gaz/hava karıştırıcısının yerini bağlantı bloğu ve enjektörler almıştır. Sıvı otogazı pompalamak için tankın içine bir pompa monte edilmiştir. Sıvı enjeksiyonu, kendi kendine öğrenme özelliklerini tamamen koruyan ve kullanan mevcut motor yönetim sisteminden kontrol edilir. LPi sistemi sadece benzin enjektörünün açılma süresi sinyalini kullanır ve bunu LPG'ye çevirir. Sıvı LPG çok hassas bir şekilde dozajlanabilmektedir. Buhar formundaki gazdan daha iyidir.
LPi sistemi, benzin kontrol ünitesinin enjeksiyon stratejisini takip eder. Yavaşlarken yakıtın kesilmesi, hız sınırlaması, tam yükte zenginleştirme ve lambada kontrolü gibi tüm seçenekler LPG'de de çalışıyor. LPi ile motorda güç kaybı olmaz. Bunun nedeni, buhar dozajında kalan hava yer değiştirme etkisinin olmamasıdır. Hava deplasman etkisi nedeniyle motorun doluluk seviyesi yaklaşık %6 oranında azalır. Sıvı enjeksiyonu ayrıca silindir içindeki gazın buharlaşması için bir soğutma etkisi de sağlar. Bu daha iyi bir dolum seviyesiyle sonuçlanacaktır. Bu aynı zamanda daha iyi motor performansı sağlar. Yakıt tüketimi, aynı motoru benzinle kullanmaya göre hala daha yüksektir, çünkü bir kg gaz başına yanma enerjisi, bir kg benzine göre daha azdır.

LPG'nin sıvı halde enjekte edilmesi için yüksek sistem basıncı gereklidir. Sistem basıncı tankta bulunan diyaframlı pompa tarafından sağlanır. Bu, LPG'yi bağlantı bloğu aracılığıyla LPG enjektörlerine pompalar. Sistem basıncı, basınç regülatörü tarafından tank basıncının 5 bar üstüne ayarlanır.
Isıtma, borularda buhar kabarcıklarının oluşmasına neden olabilir. Buhar sıkıştırılabilir ve bu nedenle doğru şekilde enjekte edilemez. Sıvı LPG'nin basınç altında etrafa pompalanmasıyla ısınma önlenir ve dolayısıyla boruda buhar oluşması da engellenir. Borular da plastikten yapılmış olup ısıya karşı yalıtılmıştır.
Dönüş borusuna, kirletici maddeleri ve metal parçacıkları tutması gereken bir filtre de monte edilmiştir.

Kaplin bloğu (LPi):
Bağlantı bloğu, tank ile enjektörler arasındaki bağlantıyı oluşturur (aşağıdaki resme bakın). Kaplin bloğunda tank üzerindeki çekme valfi ile aynı anda açılıp kapanan elektromanyetik valf bulunmaktadır. Basınç regülatörü (normalde evaporatöre dahil olan) ve basınç sensörü de bağlantı bloğuna monte edilmiştir. Kaplin bloğunda 4 adet bağlantı bulunmaktadır. Esnek yüksek basınç boruları bağlantı bloğuna banjo cıvata ile bağlanır. LPG akışı nedeniyle bağlantılar değiştirilmemelidir. Arıza durumunda bağlantı bloğunun tamamen değiştirilmesi gerekir çünkü kesinlikle sökülmemelidir.

Enjektörler (LPi):
Sıvı otogazın enjeksiyonu için “alttan beslemeli enjektörler” kullanılmaktadır. Bu tip enjektörün avantajı (üstten beslemeli enjektörlerin aksine), enjektör bobininden gelen ısının otogazın ısınmasına neden olmamasıdır. Ayrıca enjektörde neredeyse hiç LPG kalmamıştır. Enjektör bobini 1,8 Ohm dirence sahiptir. Kaba montaj kirlerinin enjektöre girmesini önlemek için alt besleme enjektörünün gaz girişinin önüne bir filtre monte edilmiştir.

Enjektörler evrensel bir enjektör tutucusuna yerleştirilmiştir. Sızdırmazlıklar O-ringler ile sağlanır. Enjektör vidalı bir halka ile yerinde tutulur. Manifolddaki yerleşimine bağlı olarak gaz, çıkış boruları aracılığıyla yönlendirilir (bkz. şekildeki bölüm 9).