Spalanie w silnikach z zapłonem
iskrowym gazu LPG zamiast benzyny uchodzi wciąż w Polsce za rozwiązanie
tyleż oszczędne, co mało komfortowe, więc jego wybór wynika przeważnie z
ekonomicznej konieczności.
Traktowanie gazu jak namiastki
prawdziwego paliwa, odpowiednika biedaszybu konkurującego z normalną
kopalnią, dawno już utraciło jakiekolwiek techniczne uzasadnienie. Fakt,
że staje się on coraz bardziej popularny w miarę systematycznego
wzrostu cen benzyny, świadczy raczej o gospodarności niż o nędznej
finansowej kondycji jego użytkowników. W dodatku produkty spalania LPG
są mniej uciążliwe dla środowiska naturalnego. Dlatego liczba ok. 2
milionów zarejestrowanych w Polsce samochodów gazowych (światowy
rekord!) nie stanowi w żadnym sensie powodu do wstydu.
Wszystkie negatywne na ten temat opinie
pochodzą z zamierzchłych już czasów, gdy do gazowego zasilania używano
w pojazdach rozmaitych prymitywnych i niebezpiecznych systemów
dozujących domowej roboty, a gaz propan-butan sprzedawano wyłącznie w
kuchennych butlach napełnianych po wyczerpaniu przez terenowe rozlewnie.
Obecnie krajowa sieć przydrożnych stacji LPG, choć mniej rozwinięta niż
dystrybucja paliw standardowych, zaspokaja istniejące potrzeby z
komfortowym nadmiarem. Nie stosuje się w niej samoobsługowych systemów
sprzedaży, lecz nie jest to dla klienta uciążliwe, a nawet wręcz
przeciwnie.
Nie znalazły obiektywnego potwierdzenia
pokutujące wciąż mity na temat rzekomo szkodliwego wpływu instalacji
gazowych na żywotność silników.
Z prowadzonych badań laboratoryjnych i
eksploatacyjnych wynika, że wpływ ten może być nawet korzystny, ponieważ
LPG nie rozrzedza oleju smarnego, nie przyspiesza procesów korozyjnych,
a także nie powoduje osadzania się nagaru w komorach spalania.
Stosunek cen gazu i benzyny nie uległ od
tamtych pionierskich czasów zmianie, lecz wzrosły średnie ceny
samochodowych instalacji gazowych i stopień technicznej trudności ich
montażu w pojazdach. Systemy gazowego zasilania najnowszej generacji
kosztują już około 10 000 złotych za egzemplarz, co sprawia, że
opłacalność ich stosowania musi być już kalkulowana bardzo dokładnie, a w
przypadku samochodów o niskiej ogólnej wartości rynkowej wydatek tego
rzędu uznać można z góry za rażąco nieuzasadniony.
Postęp techniczny w dziedzinie
samochodowych instalacji gazowych spowodował, iż sprawność
współpracujących z nimi silników może być dzisiaj identyczna jak przy
zasilaniu benzynowym, choć przy najstarszych rozwiązaniach „przejście”
z benzyny na gaz oznaczało zmniejszenie maksymalnej mocy aż do 15%. Nie
oznacza to jednak możliwości stosowania najnowocześniejszych urządzeń
zasilających do silników o starszej konstrukcji. Sprawy te wyjaśnia i
systematyzuje umowny podział systemów LPG na kolejne generacje
odpowiadające dość dokładnie poszczególnym fazom rozwoju konstrukcji
samochodowych silników z zapłonem iskrowym.
Generację I stanowią najprostsze
instalacje złożone ze zbiornika ciekłego gazu, mechanicznego lub
elektromagnetycznego zaworu odcinającego zasilanie gazowe, parownika
zespolonego z reduktorem ciśnienia, mieszalnika (miksera) gazu z
powietrzem i przewodów łączących wszystkie te podzespoły. Po otwarciu
zaworu ciekły LPG zmienia w parowniku (przeważnie podgrzewanym cieczą z
układu chłodzenia silnika) swój stan skupienia na lotny. Reduktor
utrzymuje jego ciśnienie na poziomie nieco niższym od atmosferycznego,
co zapobiega niepożądanemu ulatnianiu się gazu w mieszalniku. Tam bowiem
powinien on się wydostawać przez kalibrowane otwory jedynie na skutek
podciśnienia wytwarzanego przez silnik w kolektorze dolotowym.
System zasadą swej pracy przypomina więc
benzynowe zasilanie gaźnikowe i przeznaczony jest do wyposażonych w nie
silników. Skład mieszanki gazowo-powietrznej jest jednak regulowany
mniej precyzyjnie niż benzynowo-powietrznej w gaźniku, co powoduje
kilkunastoprocentową obniżkę mocy. W praktyce nie ma to istotnego
znaczenia, gdyż pełna moc starych silników gaźnikowych i tak rzadko bywa
wykorzystywana ze względu na towarzyszące jej bardzo duże zużycie
każdego rodzaju paliwa.
Systemy generacji II różnią się od
poprzednich obecnością tzw. attuatora, czyli dodatkowego urządzenia
dozującego dawki gazu dostarczanego do miksera na podstawie sygnałów
otrzymywanych z elektronicznego sterownika zarządzającego w silniku
jednopunktowym wtryskiem benzyny. Dzięki temu zasilanie gazowe, w
przeciwieństwie do rozwiązań I generacji, współpracuje zadowalająco z
katalizatorem wydechowym i sondą lambda.
Urządzenia generacji III powstały w
wyniku przystosowania instalacji generacji drugiej do współpracy z
silnikami o wielopunktowym, sterowanym elektronicznie wtrysku benzyny.
Modyfikacja ta dotyczy konstrukcji
elektromagnetycznego attuatora i jego elektronicznego sterowania. Dzięki
niej impulsy elektryczne otwierające poszczególne wtryskiwacze benzyny
generują serię analogicznych sygnałów powodujących odmierzanie kolejnych
dawek, kierowanych jednopunktowo do kolektora dolotowego. Rozdział
pulsacyjnie dostarczanego gazu do poszczególnych cylindrów odbywa się
tylko poprzez otwieranie ich zaworów dolotowych, więc nie jest zbyt
precyzyjny, co obniża nieznacznie moc i sprawność silnika.
W generacji IV wyżej wspomniana wada już
nie występuje, ponieważ gaz, analogicznie do benzyny, dostarczany jest
ze wspólnego przewodu wielopunktowo w pobliże poszczególnych zaworów
dolotowych. Nie ma tu centralnego dozownika, a indywidualne dawki
lotnego paliwa odmierzane są elektronicznie sterowanymi (przez własny
sterownik mikroprocesorowy) „wtryskiwaczami” gazu. Umożliwia to nie
tylko zachowanie niemal pełnej oryginalnej mocy silnika, lecz także
spełnianie najnowszych norm emisji spalin.
Generacja V obejmuje najnowsze systemy, w
których nie występują już parowniki, a gaz dostarczany do
indywidualnych wtryskiwaczy w stanie płynnym i pod stabilnym ciśnieniem
odparowuje dopiero po wtrysku do zaworu dolotowego silnika. Tą drogą
uzyskuje się dozowanie równie precyzyjne jak w najnowocześniejszych
układach wtrysku benzyny i niedostępną dla wcześniejszych generacji
możliwość współpracy zasilania gazowego z turbodoładowaniem. Moc silnika
jest tutaj identyczna przy obu rodzajach paliwa.