Az Autógáz Rendszerek Alkatrészei és Működési Elvei
Az autógáz, más néven LPG (Liquefied Petroleum Gas) vagy LP Gáz folyékony halmazállapotú szénhidrogéngázok elegye, amelyet gépjárművek üzemanyagaként használnak. A cseppfolyós gáz lehet propán, bután, propilén, izobután, izobutilén, butilén és ezek elegyei. Tulajdonságait az MSZ EN 589 szabvány határozza meg. A bányászott szénhidrogénekből finomítás során, gyakorlatilag melléktermékként nyerik. A cseppfolyós gáz 95%-ban propánt (C3H8) és butánt (C4H10) tartalmaz. A fennmaradó 5% nehezebb szénhidrogénekből áll.
Az autógáz fizikai és kémiai tulajdonságai
A cseppfolyós motorhajtóanyag közel azonos összetételű a háztartási PB-gázzal. Fontos különbség a háztartásokban felhasznált PB-gázhoz képest, hogy jóval kevesebb szennyeződést tartalmaz, hiszen minden felesleges szennyeződés erőteljesen károsítaná az autók működését. A háztartási PB-gázhoz képest az autógázban például kevesebb szennyeződés lehet, kénhidrogént, vizet nem tartalmazhat. Viszonylag alacsony (kb. 6 bar) nyomáson, környezeti hőmérsékleten cseppfolyósítható. Üzemanyagkutak részére így tartályautókon szállítják, és a töltőállomások tartályában tárolják a kimérésig. A tartályautókból az autótöltő állomásokra szállítják, majd az ott található tartályba öntik - itt tárolják a felhasználásig.
A cseppfolyós gáz sajátos tulajdonsága, hogy a tartálynyomást elsősorban hőmérséklete határozza meg. A hőmérséklettől függően a tartálynyomás széles határok között változik. Elmondható, hogy környezeti hőmérsékleten a tartálynyomás 3 és 15 bar között változhat. Nyáron, a napon parkoló autó gáztartályában a nyomás gyakran eléri a 16-18 bar-t is. Ha a cseppfolyós gáz folyékony állapotban kerül a szabadba, azonnal párologni kezd. Elpárolgása során a térfogata kb. 230-szorosára növekedik, és erősen lehűti a környezetét, amelyből párolgáskor hőt von el. A nyílás körül, ahol a gáz kiáramlik vagy ahol a folyékony gáz összegyűlik a szabadban, a levegő nedvességtartalma kicsapódik, esetleg meg is fagy. A kifújó cseppfolyós gáz hatására köd keletkezik a gázsugár környezetében.
Mérgező anyagokat nem tartalmaz. Belégzését, bár mérgezést nem okoz, a szagosító anyag élettani hatásai miatt kerülni kell. Ha a levegőbe nagy mennyiségű autógáz kerül, abban oxigénhiány keletkezik. Az LPG-ről azonban érdemes tudni, hogy mivel a levegőnél jóval sűrűbb gázelegyről van szó, szivárgás esetén a fent említett hatásokon kívül a padlót is teljesen belepi, ezáltal teljesen kiszorítja a levegőt. Éppen ezért korábban hatalmas hátránya volt a gázüzemű autóknak, hogy nem hajthattak le a mélygarázsba. Amikor ugyanis az LPG a szabad levegővel érintkezik, nagyon gyorsan lehűti a környezetét, vagy akár meg is fagyhat, hiszen hőt és oxigént von el.
Az autógáz rendszerek előnyei
Az autógáz egy jó megoldás a benzinüzemű autók hajtására. Az LPG-nek nem csak ára, hanem károsanyag kibocsátása is kedvező. Környezetkímélőbb módon ég, mint a benzin, mivel a NOX nitrogén-oxid-összetevő a kipufogógázban csak mintegy 20%-a a benzinmotorénak, a szén-dioxid (CO2)-kibocsátása is mintegy 15%-kal alacsonyabb, valamint a nem elégett szénhidrogén is csak mintegy fele a benzinüzemnek. Szén-monoxid-értéke nullának vehető. Emellett az LPG-égéstermékek, kémiailag kedvezőbb összetételük miatt alacsonyabb gépjármű katalizátorhőmérséklet mellett is semlegesíthetők, ezáltal a gázmeghajtású motorok a katalizátort kímélik. Ezen kedvező emissziós tulajdonságok miatt az LPG-hajtotta gépjárművek és -targoncák - a földgázüzeműek mellett - olyan belsőégésű energiaforrással rendelkeznek, amely még zárt térben is üzemeltethető. Az autógáz üzem a gázolajjal és a benzinnel szemben egy tisztább üzem. Jelentős tulajdonsága, hogy az égéstermék kormot nem tartalmaz. Egyébként is előírás, hogy gázüzemben a károsanyag kibocsátásnak kisebbnek kell lenni, mint benzinüzemben.
Vélemények a Bardi Auto traktor alkatrészeiről
Az autógáz üzem környezeti előnyeit az alábbi táblázat foglalja össze a benzin üzemhez viszonyítva:
| Károsanyag | LPG kibocsátás a benzinmotorhoz képest |
|---|---|
| NOx (nitrogén-oxid) | kb. 20%-a |
| CO2 (szén-dioxid) | kb. 15%-kal alacsonyabb |
| Nem elégett szénhidrogén | kb. fele |
| Szén-monoxid (CO) | nullának vehető |
A Diesel motorfejlesztők nem találtak olcsó és korrekt megoldást az un. részecske szennyezés ellen. A jelenlegi technikai megoldások drágák, utólagos javításuk, alkatrész cseréjük is költséges. Jelenleg a nitrogén-oxidok (NOx), szénhidrogének (HC), szén-monoxid (CO) és részecske (PM) határértékeit szabályozzák.
A világpiacon olcsóbban megvásárolható LPG és CNG autógáz, mint a benzin és a gázolaj. Európa minden országában nagyon kedvező áron vásárolhatunk autógázt. Európa nagy részét LPG és CNG tankoló állomásokkal lefedték. Sajnos jelentős lemaradásban vagyunk a gázüzemre átalakított autók számát illetően is.
Az autógáz rendszerek főbb típusai és működésük
A gázhajtású rendszerek az elmúlt tizenegynéhány évben dinamikus változásokon mentek át. A benzines hajtás terén alkalmazott megoldások, hasonló fejlődést generáltak a megfelelő rendszereknél a gázüzem terén is. A benzinüzemnél használt rendszereket alapul véve, a mérnökök olyan technikákat igyekeznek kifejleszteni a gázmeghajtásoknál is, amelyek a komfort és a vezérlési precizitás szempontjait tekintve nagyon hasonlóak a legújabb benzin-befecskendezéses motorokéhoz.
A hagyományos (I. generációs) rendszerek fő elemei: tartály, a tartály szelepei (lehet egy tömbben-ekkor multiszelepnek nevezik vagy külön is elhelyezhetik (pl. holland tartályok). A második generációs rendszerek már tartalmaznak lambda szabályzót is. A negyedik generációs rendszereknél a légnemű gáz bejuttatása a szívószelepek közelében történik gyors működésű elektromágnesek (gázinjektorok) segítségével, a harmadik generációs adagoló sínekkel szemben ezek karakterisztikája lineáris, mint a benzinbefecskendezőké, a késleltetésük mindössze néhány tized másodperc a benzininjektorokhoz képest. A valós impedanciájuk 1 ohmtól 4 ohmig terjed, általában a kisebb ellenállásúak gyorsabbak, viszont nagyobb áramot vesznek fel, ezáltal a vezérlő gázkomputer végfokát jobban terhelik. 2004 óta már LPI-gázberendezések is jelen vannak a piacon. Ezen rendszereknél egy üzemanyag-szivattyú a folyékony gázt nyomás alatt az adagolócsőbe nyomja, amiből a gázsugár - adagolószelepeken át - a beömlőtraktusokra kerül.
Alkatrész vásárlás szakértőkkel: Derzbach
Az autógáz rendszer főbb alkatrészei
Tartály és multiszelep
A multiszelep a tartályba van beépítve, feladata a tartályba tankolt gáz bevezetése a tartályba és a tartályban tartása.
Nyomáscsökkentő-elpárologtató (Reduktor)
A nyomáscsökkentő feladata a folyadék halmazállapotú gázt (LPG, CNG) több kamrán keresztül haladva gáz halmazállapotúvá alakítja. Tökéletes működés szempontjából kritikus alkatrész. A reduktor feladata a nyomáscsökkentés és az elpárologtatás. A nyomáscsökkentő-elpárologtató beépítése a gépjármű motorterébe történik. Rögzítése a szerelési készletben található gyári konzolokkal történik szabványos csavarkötéssel. A nyomáscsökkentő-elpárologtató membrán síkja a menetiránnyal párhuzamos és függőleges. A ZAVOLI gyártmányú reduktorok, belső kialakításuknak köszönhetően a menetirányra merőlegesen is elhelyezhetőek (pl. a tűzfalra). A nyomáscsökkentő-elpárologtató a motor hűtési rendszerébe kerül bekötésre a szerelési készletben található vízcsővel, elhelyezése a hűtőrendszer legalacsonyabb és legmagasabb pontja közé esik. Mivel a kigázosítás, azaz a folyékony halmazállapotból légneműbe való átmenet, hőelvonással jár, ezért az „UFO”-t a hűtőkör hőjével meg kell fűteni, egyébként a keletkező „hidrát dugó” (víz-jég dugó) a gázhozzávezetést megakadályozza. A befecskendezett gáz nyomása a reduktor/kipárologtatón található állítócsavarral változtatható a megfelelő értékre.
Folyékony LPG befecskendezése az égéstérbe - animáció
Gázszűrő
Gázbefecskendezés esetén a nyomáscsökkentőből a gáz a gázfázisú finomszűrőbe jut. Általában egyszerűen cserélhető, feladata, hogy az injektorokat megvédje a gázban lévő szennyeződésektől. A csere periódus típustól függően változik, általában 20.000- 25.000 km.
Gázinjektorok
Az injektorok az utolsó végrehajtó elem a gázműködés szempontjából. Feladatuk a nyomáscsökkentő-elpárologtatóból érkező megközelítőleg 1 bar nyomású gáz hengerekbe juttatása. Az elektromos vezérlő egység utasításai alapján a gyújtási sorrendnek megfelelően mindig csak egy, a munkaütemben lévő hengernek adagolja a megfelelő mennyiségű gázt. A szelepek nyitása zárása ugyanolyan gyors, mint a benzines befecskendező szelepeké. A gázinjektort a szívószelephez a lehető legközelebb kell elhelyezni, a lehető legrövidebb hozzávezető gumicsövezéssel. A legfontosabb vezérlési jellemző a gázinjektorok (az ábrán 10-es számmal jelölve) nyitási ideje, amelyek a beömlő gázmennyiséget szabályozzák ezáltal, ami majd a szívószelepen keresztül az égéstérbe kerül. A valós impedanciájuk 1 Ohmtól- 4 Ohmig terjed, általában a kisebb ellenállásúak gyorsabbak, viszont nagyobb áramot vesznek fel, miáltal a vezérlő gázkomputer végfokát jobban terhelik.
Elektronikus Vezérlő Egység (ECU)
A szekvenciális gázrendszer ellenőrzése és vezérlése egy a benzin rendszertől különálló elektronikus vezérlő egység (ECU) segítségével történik. A motortérben kerül elhelyezésre, rögzítése a szerelési készlet tartozékaival a nyomáscsökkentő- elpárologtató oldali doblemezre illetve a tűzfalon történik. Különleges esetben a gázszelep közvetlenül is rászerelhető a nyomáscsökkentő-elpárologtatóra a készletben található csatlakozó elemmel. A benzines vezérlőegység injektor nyitási időjeleit alakítja át gáz injektorok nyitási idejére. A számítógépes egység folyamatosan ellenőrzi a szükséges paramétereket és szabályozza a gázinjektorok nyitási idejét az optimális gáz- levegőkeverési arány biztosításának érdekében, minden motorterhelés mellett. Továbbá képes felismerni a rendszer hibáit és azokat a memóriájában el is tárolja. A keletkezett hiba súlyosságától függően a vezérlő egység visszakapcsol benzin-üzemmódra, és a gázelzáró szelepeket (tartályszelep, motortéri gázelzáró szelep) azonnal lezárja. A rendszer rendelkezik úgynevezett CAR-SAFETY üzemmóddal is, amely szintén lezárja a gázszelepeket ha a gépkocsi motorja váratlanul leállna bekapcsolt gyújtás mellett (pl. baleset).
A vezérlő egység közvetlenül a benzines injektor szelepek vezérlő jelét használja bemeneti jelként egyéb más paraméterek figyelése mellett, továbbá semmilyen eredeti benzines jeladó nem kerül kiiktatásra, megszakítása gázüzemben sem. Ezért a rendszer gázüzemű működése alatt is aktív marad a benzines öndiagnosztikai rendszer (ODB), így a ZAVOLI ALISEI-N rendszer alkalmas EURO-3 EURO-4 direktívájú motorok átalakítására benzin-cseppfolyós gázüzemre. A gázkomputer paralel működik a benzinkomputerrel, annak jeleit átveszi és korrigálja megfelelő módon a gázműködést vezérlő gázkomputer. A nyitási idő a benzin komputertől átvett értékeken alapul korrigálva azokat a megfelelő algoritmusok alapján, hogy a végbemenő égés a legtökéletesebb legyen. A gázkomputerben un. injektor emulátorok találhatók, melyek arra szolgálnak, hogy a gázüzem során szükséges benzin injektorok lekapcsolásakor a benzin komputer úgy érzékelje, hogy minden a megszokott rendben zajlik, azaz a benzin komputert „be kell csapni” emulációval.
A vezérlő egység mikroprocesszor alapú elektronikát tartalmaz, amely tartalmazza a szükséges firmware-t is, ez lehetővé teszi a megfelelő illesztést a benzinrendszerrel. A beállítás automatikus kalibrációval kezdődik. Ez egy öntanuló program, amelyet a gyártó fejlesztett ki. Az optimalizálási folyamat szükségessé tesz finom beállítási korrekciót. Lehetővé teszi a fogyasztás és motorteljesítmény optimalizálását, az alacsony- Euro 5 követelményeinek megfelelő káros anyag kibocsátást. Intelligens ún. állandó kapcsolatot biztosít a jármű OBD-jével, anélkül hogy interferenciát okozna, illetve lehetővé teszi tesztelők, diagnosztizáló berendezések, stb. AC termékei jó minőségűek: a lengyel gyártó ugyanis az elektronikára specializálódott, így az ECU-kat fejleszti, a többi alkatrészt pedig megveszi az erre specializálódott minőségi gyártóktól. Az ECU-k fejlesztésében pedig az egyik legdinamikusabb vállalkozás. Így az AC kitjeiben is találkozhatunk Rail, Valtek, Tomasetto gyárak termékeivel, de az Atiker reduktorai is illeszthetőek hozzá.
Üzemmódváltó Kapcsoló
Az üzemmódváltó kapcsoló gázüzem illetve benzinüzem kiválasztására szolgál, a szintjelző Led sor vagy a takarék jelző is ezen található. Általában billenő kapcsolós de mikrokapcsolós kivitelben gyártják. A kapcsoló a műszerfalon a kormánytól jobbra vagy balra alul, vagy a kapcsolósoron, jól látható, könnyen kezelhető helyre kerül felszerelésre. A kapcsoló biztosítja a vezető számára a megfelelő üzemmód (benzin-gáz) kiválasztását, az üzemmód LED-el történő visszajelzés (sárga-benzinüzem, zöld-gázüzem) és az üzemanyag tartály szintjének LED-el történő visszajelzését. Az átkapcsolás benzin üzemanyagról gázra automatikusan történik, miután az utastérben elhelyezett központi egységen lévő kapcsolót benzin üzemről vegyes üzemre állítjuk. A motor beindítása után, amikor a szükséges fordulatot elérte (ekkor a zöld LED villog), amikor elérte a beállított fordulatot LPG üzemmódra vált (folyamatosan világító zöld LED). Ameddig a beállított feltételek nem teljesülnek, addig a zöld LED villog, és miután a beállított paraméterek teljesülnek (gáznyomás, reduktor hőmérséklet, stb.), a megfelelő fordulatszám elérésekor a berendezés átvált automatikusan gázüzemre, amit a zöld LED folyamatos világítással jelez vissza. Ez a benzin szelep lezárásával és a EG1 és az EG2 szelepek nyitásával történik.
Autógáz rendszer karbantartása és minőségi különbségek
A rendszerek karbantartása körülbelül azonos. Mindegyik rendszernél futásteljesítményhez kötött a szűrők cseréje, de viszonylag kis különbségek vannak a szűrők árai, és az előírt csereintervallumok között. Az alkatrészek elhasználódásával a legtöbb autós nem is találkozik, de érdekes lehet, hogy egy Tomasetto reduktor az itthoni gázzal kb. 200.000 km-t gondtalanul elmegy. A javítókészletek a minőségi alkatrészekhez viszont mindig rendelkezésre állnak (Tomasetto, AC).
A legnagyobb, és legkézzelfoghatóbb különbség az, hogy a beszerelés és beállítás után mennyire megbízható az adott rendszer működése, mennyire tapasztalhatóak kisebb-nagyobb javításra szoruló hibák. Nagy felelőssége van a szerelőnek is; az ő típusismerete - gondoljunk akár a gázrendszerre, vagy az autóra - szakmai hozzáértése elengedhetetlen. A rendszerekkel kapcsolatban tapasztalatunk az, hogy a legtöbb autót az összessel jól át lehet alakítani, megfelelő szakértelem esetén. Az adott rendszerek egyes alkatrészei között is vannak minőségi különbségek. Az AC STAG esetében például több éves tapasztalatunk van már és kijelenthetjük: a fő alkatrészek, mint a reduktor, injektorok, vagy ECU, mind kiváló minőségű, megbízható alkatrészek.
Autógáz üzem gazdaságossága
Közvetlen, literben mért fogyasztás összehasonlításnál az LPG-ből mintegy 5-20%-kal kell több ugyanazon teljesítmény eléréséhez, mint benzin esetén. Ez adódik egyrészt abból, hogy a 95-ös oktánszámú benzin sűrűsége átlagosan 0,76 g/cm³, míg az LPG (amelynek oktánszáma átlagosan 106-nak vehető) 0,53 g/cm³. Ezeket összevetve, 40%-os többlet fogyasztás jönne ki első körben, de tudni kell, hogy az LPG égéshője magasabb, mint a benziné /LPG:46,1 MJ/kg(12,8 kWh/kg), benzin: 43,6 MJ/kg(12,1kWh/kg)/. A többletfogyasztás mértéke függ természetesen a vezetési stílustól, az átlagosan megtett úthossztól stb., leginkább azonban a beszerelt /beszerelhető/ gázkészüléktől. A motortól, az autógáz berendezéstől valamint a gázösszetételtől és a vezetési stílustól függően a benzinre átszámított fogyasztás 15-20%-kal növekedhet. Így egy liter LPG kb. 0,8 liter benzinnek felel meg, és ha 1 liter gáz árát 340 Ft/l-nek vesszük, akkor ez kb. 400 Ft-ra jön ki literenként.
Az autógáz-beszerelés utólag is megtörténhet, emiatt pedig rengeteg cég élt ezzel a lehetőséggel, és szereltette be a céges flottába az LPG-vel működő gázkészüléket. Gyárilag is rengeteg gázüzemű autó közül lehet választani, de az autógáz utólagos beszerelése is elterjedt megoldás. Egy átlagos autónál a beruházás a jelenlegi beszerelési illetve benzin- és autógáz áraknál hazánkban 15-20 ezer kilométer környékén térül meg, ami az átlagos évi menetteljesítménynek felel meg. Leginkább a sokat autózó és a nagy fogyasztású járművel rendelkezők élvezhetik előnyeit. Az egyre szigorodó előírásokat fokozatosan vezetik be.
tags: #autógáz #alkatrészek #típusai #és #működése