Duże pojemności? Jak najbardziej!

Silniki o dużych pojemnościach skokowych nadają się do zagazowania nie tylko w amerykańskich autach. Możliwe jest to również w modelach z bezpośrednim wtryskiem

W amerykańskim pikapie Ford F-250 toroidalny zbiornik umieszczono pod ładownią.

benzyny. Trzeba jednak uświadomić klientom, że zwłaszcza przy takich jednostkach oszczędzanie polegające na stosowaniu tanich, albo zbyt małych komponentów mści się okrutnie. Motor posiadający sześć i więcej „garów” będzie sprawował się w sposób dalece odbiegający od normy i od oczekiwań użytkownika.

Koszt instalacji jest oczywiście większy niż w przypadku popularnych czterocylindrowców. Przykładowo znany, stołeczny warsztat Energy Gaz Polska za Lovato Fast do 6 cylindrów kasuje 3600 zł, za BRC SQ P&D 4500 zł. Widlaste ósemki mogą pracować np. na Lovato Smart za 4400 zł, względnie na BRC SQ P&D za 5100-6300 zł, wyższe kwoty dotyczą instalacji z dwoma reduktorami.

Wydajność kontra przestrzeń

Wszystkie elementy winny uwzględniać pojemność i moc silnika. Owszem, można takie stwierdzenie potraktować jako truizm, ale w praktyce różnie z tym bywa. Jak podkreśla Małgorzata Nizińska-Zatchij z Energy Gaz Polska w Warszawie wtryskiwacze, reduktor, przewody zasilające muszą odznaczać się zwiększoną wydajnością i być dobrane z zapasem około 20 proc. Wtedy będzie zapewniona odpowiednia wydajność układu w pełnym zakresie mocy silnika. Nieprzestrzeganie tych zaleceń skutkuje niewydolnością instalacji i zła pracą silnika na LPG.

Dobór zbiornika zależy przede wszystkim od miejsca w samochodzie. Dobrze, jeśli zasięg wynosi co najmniej 300 km. Pojemność toroidalnych zbiorników z reguły nie przekracza 100 l, natomiast walcowatych 200 l. Tak czy inaczej optymalna wielkość zbiornika wynosi 70-100 l, uważa Piotr Oleksyk, dyrektor techniczny Czakramu z Tarnowa.

Mateusz Miastkowski, kierownik działu wsparcia technicznego LPGTECH z Białegostoku wspomina problemy ze zbiornikiem w Audi A8 6.0 W12. W tym wozie przestrzeń przeznaczona na zapasowe koło jest wypełniona osprzętem zawieszenia (pneumatyka) oraz innymi systemami dbającymi o wygodę kierowcy i pasażerów. Z pomocą przychodzą w tym przypadku zbiorniki cylindryczne zwane popularnie walcami, oraz specjalne ramki trzymające zbiornik, które umożliwiają ich montaż do aluminiowej konstrukcji pojazdu.

W ogóle w modelach takich jak A8 6.0 W12 miejsca brakuje nie tylko na toroidalny bak. Ograniczona przestrzeń pod maską wymusiła użycie pojedynczych wtryskiwaczy o niewielkich rozmiarach, aby uniknąć kolizji elementów instalacji z zamykającą się maską. Dwa reduktory o dużym wydatku umieszczono w nadkolach. Bez wątpienia bardzo dużą rolę odgrywa wiedza i praktyka montażystów.

Reduktor a nawet dwa

Wiedza i doświadczenie przydadzą się także na etapie doboru elementów. Jeden reduktor może okazać się niewystarczający, wtedy należy zastosować dwa identyczne.

– W zasadzie do 300-320 KM możemy używać jednego dużego reduktora, przy większych mocach należy zastosować dwa reduktory – rozpoczyna Piotr Oleksyk z Czakramu. – Wszystko zależy głównie od sprawności silnika, oraz jak bardzo bogatą mieszanką jest zasilany silnik, podczas gdy osiąga maksymalną moc i moment obrotowy. Dla przykładu dla silnika wolnossącego w większości przypadków najwyższą sprawność uzyskujemy przy współczynniku nadmiaru powietrza AFR 12.5 dla benzyny i 13.10 dla LPG, co odpowiada lambdzie około 0.85. Czyli na 1 g benzyny przypada 12,5 g powietrza, przynajmniej tak to wygląda w teorii. W praktyce znaczna część nowych pojazdów ze względów na wysokie normy spalin i trudności z dopaleniem przez katalizator tlenków azotu i węglowodorów pracuje na znacznie bogatszej mieszance. Bardzo często AFR wynosi 10-11, a w silnikach z turbo nawet 8. Na 1 g paliwa przypada 8 g powietrza, a więc musimy podać około 50 proc paliwa więcej niż przy AFR równym 12,5. Z tego wynika że moce reduktorów podawane przez producentów są tylko poglądowe, a jaki reduktor mamy zastosować wynika ze sprawności silnika i AFR-u przy maksymalnej mocy.

Zbyt mały reduktor będzie powodował spadek ciśnienia i temperatury gazu podczas pełnego otwarcia przepustnicy. W konsekwencji instalacja będzie wracała na benzynę, lub jeżeli montażysta zuboży mieszankę w strefie dużego obciążenia uszkodzeniu może ulec silnik. W niektórych przypadkach należy poprowadzić dwa przewody zasilające z butli, gdyż momentowe spalanie silnika podczas rozpędzania z całkowicie otwartą przepustnicą jest tak duże, że jedną rurką nie jest w stanie dopłynąć wystarczająca ilość gazu. Problem dotyczy głównie zimowych miesięcy i samochodów z butlą pod podwoziem. Niskie temperatury powodują znaczne obniżenie ciśnienia gazu w zbiorniku, zwłaszcza przy niewielkiej ilość propanu w mieszaninie.

Wtryskiwacze moc z cylindra

– Dobierając wtryskiwacze musimy określić moc generowaną z jednego cylindra i dobrać odpowiedni wtrysk, bądź dyszę kalibracyjną – mówi Mateusz Miastkowski z LPGTECH. – Należy zauważyć, że moc oddawana przez jeden cylinder silnika V8 300 KM będzie taka sama jak w przypadku 2.0 R4 150 KM, czyli oba silniki da się obsłużyć tymi samymi wtryskiwaczami.

Piotr Oleksyk z Czakramu zwraca uwagę, że powinny to być wtryskiwacze, a nie elektrozawory. Wtryskiwacze wraz z komputerem stanowią najważniejszy zespół odpowiedzialny za dawkowanie gazu precyzyjne i równe dla wszystkich cylindrów. Często tanie pseudowtryskiwacze już jako nowe wykazują różnice w dozowaniu gazu na poziomie 20 proc., a w dalszej eksploatacji jest coraz gorzej. To bardzo niebezpieczne, gdyż przy silniku dużej pojemności, nierzadko V8, właściciel nie zauważa różnicy w pracy silnika, który zasilany jest różnymi dawkami paliwa na poszczególne cylindry. Gdy na jeden cylinder podajemy o 20 proc. mieszanki za mało, sonda lambda widzi niedobór i na całym banku, którym steruje (najczęściej są to cztery cylindry) zwiększa dawkę gazu. Powoduje to, że trzy cylindry niepotrzebnie pracują na mieszance ok. 6 proc. za bogatej, a jeden w dalszym ciągu na ok. 15 proc. za ubogiej. W konsekwencji paliwa podajemy więcej niż potrzeba, sprawność silnika spada, spalanie rośnie, a przy dłuższej eksploatacji w takich warunkach mogą wypalić się zawory.

Wtryskiwacze dobrej jakości gwarantują poprawne dawkowanie nawet po przebiegach 100-150 tys. km. Niektórzy klienci Czakramu przejechali ponad 300 tys. km, a przy kontroli na maszynie badającej przepływy odchyłki były poniżej 5 proc. na poszczególnych wtryskiwaczach.

Precyzyjna regulacja

Nie ma komputerów mogących obsługiwać jednocześnie więcej niż 8 cylindrów. Dlatego wspominana przez Mateusza Miastkowskiego z LPGTECH jednostka Audi W12 wymaga dwóch sterowników wtrysku gazu. Nie trzeba jednak stroić oddzielnie tych dwóch komputerów. Dzięki użyciu adaptera MultiTECH istnieje możliwość sprzężenia komputerów do pracy w systemie master oraz slave. Po zastosowaniu takiego rozwiązania sterownik nadrzędny zarządza pracą oraz przełączaniem sterownika podrzędnego, a kierowca ma w kabinie jeden przycisk od instalacji gazowej. Instalator też ma łatwiej, może za pomocą jednego interfejsu obsługiwać dwa sterowniki jednocześnie.

– Utrudnieniem są czujniki ciśnienia benzyny, coraz częściej obecne w silnikach dużej mocy – dodaje Piotr Oleksyk, Czakram. – Należy dokonać emulacji czujnika lub wykonać przelew benzyny z listwy do zbiornika. To które rozwiązanie wybierzemy, zależy od elektroniki pojazdu. Najlepiej, gdy sterownik instalacji gazowej ma wbudowany emulator ciśnienia benzyny. Wtedy będzie miał cały czas dostęp do informacji o ciśnieniu benzyny, rzeczywistym i emulowanym. Jest to istotne, zwłaszcza gdy sterownik benzynowy wprowadza korekty czasu wtrysku od ciśnienia benzyny, w takim przypadku sterownik gazu też może dokonać niezbędnej korekty.

Inny problem to przechodzenie dużego silnika, przy stosunkowo niskim obciążeniu, w tzw. tryb open loop. Sonda lambda przestaje korygować mieszankę, a komputer benzynowy dawkuje paliwo zgodnie z algorytmem opracowanym przez fabrykę. W takiej sytuacji trzeba zastosować instalację z algorytmem przeliczającym wprost wielkości wtryskiwacza benzynowego na gazowy (dwa modele BRC), albo szerokopasmową sondę lambda.

Idealnym rozwiązaniem jest regulacja instalacji nie tylko podczas jazdy, ale również na hamowni podwoziowej, gdzie można symulować podróże autostradowe, również powyżej dopuszczalnych w Polsce 140 km/h.