Szarpanie samochodu, utrata mocy silnika, strzelanie
Użytkowanie samochodu z zasilaniem LPG daje duże oszczędności finansowe (mniejsze koszty paliwa), ale niektórym kierowcom kojarzy się także z problemami w funkcjonowaniu silnika. Czy decydując się na montaż zasilania silnika gazem skazani jesteśmy na występowanie takich niechcianych niespodzianek?
Jednym z najbardziej nieprzyjemnych efektów niewłaściwej pracy silnika jest wybuchowe spalanie LPG w kolektorze ssącym. Warto więc poznać przyczyny występowania tego zjawiska i sposoby zapobiegania. Decydując się na zamontowanie instalacji gazowej należy uwzględnić typ silnika i sposób jego zasilania benzyną.
Silniki z jednopunktowym wtryskiem benzyny
Są najbardziej “tolerancyjne” i niezależnie od rodzaju zastosowanego układu zasilającego gazem spalanie wybuchowe w kolektorze ssącym pojawia się w nich niezwykle rzadko. Wynika to z konstrukcji kolektora ssącego silnika. Podanie benzyny za pomocą jednego wtryskiwacza zmusiło projektantów do zachowania jednakowej długości kanałów dolotowych kolektora ssącego. Musieli oni również zapewnić dostarczanie równomiernych ilości benzyny i powietrza do wszystkich cylindrów. Montując instalację z mikserem w takim silniku mamy pewność, że podawany gaz trafia w taki sam sposób i w takich samych ilościach do komór spalania. Dobór mikserów do silników tego typu nie jest skomplikowany, a sam montaż nie przedstawia problemów nawet dla początkującego montażysty. Dlatego w samochodach z wtryskiem punktowym benzyny na ogół nie występują problemy z funkcjonowaniem przy zasilaniu gazem.
Silniki z wielopunktowym wtryskiem benzyny
Konstrukcje silników z wtryskiem wielopunktowym możemy rozróżnić ze względu na kształt kolektora ssącego. Najlepiej adaptuje się na zasilanie gazem silniki wyposażone w kolektor z centralnie usytuowanym wlotem powietrza i równomiernie ułożonymi kanałami dolotowymi do poszczególnych cylindrów. Równomierność dopływu powietrza zapewnia łatwość w dostarczaniu wraz z nim gazu. Umieszczając wtryskiwacze benzyny na końcu kanałów kolektora ssącego przed wejściem do głowicy, konstruktorzy silnika uzyskali podanie równych dawek paliwa do wszystkich cylindrów. Jeżeli nawet zespół przepustnicy i wlot powietrza do kolektora nie jest umieszczony centralnie (z boku), umiejscowienie wtryskiwaczy nadal gwarantuje właściwą pracę silnika zasilanego benzyną. Niestety, w przypadku instalacji gazowej podającej gaz za pomocą miksera, montażysta może umieścić ten element jedynie przed przepustnicą. Różnica w długości kanałów dolotowych pomiędzy pierwszym i ostatnim cylindrem może wpływać na nierównomierne podawanie gazu z miksera. Podobne zjawisko może występować w silnikach rzędowych 6-cylindrowych, gdy długości skrajnych kanałów (1 i 6 cylinder) odbiegają znacznie od długości kanałów środkowych (na 3 i 4 cylindrze).
Spalanie wybuchowe gazu w kolektorze ssącym
Ponieważ znamy już przesłanki konstrukcyjne mające wpływ na funkcjonowanie silnika zasilanego gazem z wykorzystaniem miksera, należałoby przyjrzeć się bliżej zjawisku wybuchowego spalania się w kolektorze ssącym. Montaż instalacji gazowej nie uwzględnia wszystkich odmiennych cech tego paliwa w stosunku do benzyny. Jedną z nich jest prędkość spalania w cylindrze. Czas potrzebny na spalanie się gazu jest dłuższy od czasu spalania benzyny. Problem zaczyna się pojawiać, gdy podawana ilość gazu jest zbyt mała i do któregoś z cylindrów dociera mieszanka uboga. Powoduje to jeszcze większe wydłużenie się czasu spalania i doprowadza do sytuacji, że płomień wydostaje się poprzez otwierający się zawór ssący (faza przedmuchiwania cylindra) do kolektora i inicjuje zapalenie się zgromadzonej w nim mieszanki powietrza i gazu. Spowolnienie procesu spalania może zostać wywołane również zbyt słabą iskrą inicjującą zapłon. Brak mocy iskry spowoduje, że zbyt dużo energii zostaje przeznaczone na wywołanie zapłonu (tzw. czoło iskry) i zaczyna jej brakować w fazie podtrzymywania zapłonu (tzw. kita iskry). Zwiększona, w stosunku do benzyny, moc potrzebna do wywołania zapłonu mieszanki gazowej jest więc czynnikiem sprzyjającym występowaniu problemów z eksploatacją samochodu z zasilaniem gazowym i może być przyczyną występowania spalania wybuchowego. Zmiana ilości benzyny podawanej do silnika za pomocą wtryskiwaczy jest wykonywana szybko i precyzyjnie. Zrealizowanie tego procesu podczas zasilania silnika gazem jest zdecydowanie trudniejsze. Zmiana ciągłej strugi gazu płynącej z reduktora poprzez mikser do silnika za pomocą elementu regulującego wielkość przepływu nie wpływa natychmiastowo na zmianę ilości paliwa docierającego do silnika. Ze względu na znacznie dłuższą drogę do pokonania w porównaniu do odległości wtryskiwacze benzyny – głowica silnika, gazowy układ zasilania wykorzystujący mikser ma znacznie ograniczoną zdolność do realizacji szybkich zmian ilości podawanego gazu. Płynne operowanie przepustnicą w czasie jazdy “na gazie” daje zdecydowanie lepsze efekty niż próby wymuszania gwałtownych i szybkich zmian. Zamiast oczekiwanego zwiększenia przepływu gazu, po gwałtownym otwarciu przepustnicy nastąpi jedynie zwiększony przepływ powietrza. W efekcie podawana mieszanka paliwowa stanie się uboższa (za małe zwiększenie strugi gazu w proporcji do zwiększonej strugi powietrza). W połączeniu z trudniejszą inicjacją zapłonu mieszanki gazowej w komorach spalania silnika, gwałtowne operowanie przepustnicą może się zakończyć zamiast zwiększeniem prędkości jazdy samochodu, równie gwałtownym “strzałem” w kolektorze ssącym.
Paweł Szadkowski Elpigaz
W kolejnym numerze „NW” spróbujemy odpowiedzieć na pytanie: jak rozwiązywać opisane powyżej problemy.
Użytkowanie samochodu z zasilaniem LPG daje duże oszczędności finansowe (mniejsze koszty paliwa), ale niektórym kierowcom kojarzy się także z problemami w funkcjonowaniu silnika. Czy decydując się na montaż zasilania silnika gazem skazani jesteśmy na występowanie takich niechcianych niespodzianek?
Jednym z najbardziej nieprzyjemnych efektów niewłaściwej pracy silnika jest wybuchowe spalanie LPG w kolektorze ssącym. Warto więc poznać przyczyny występowania tego zjawiska i sposoby zapobiegania. Decydując się na zamontowanie instalacji gazowej należy uwzględnić typ silnika i sposób jego zasilania benzyną.
Silniki z jednopunktowym wtryskiem benzyny
Są najbardziej “tolerancyjne” i niezależnie od rodzaju zastosowanego układu zasilającego gazem spalanie wybuchowe w kolektorze ssącym pojawia się w nich niezwykle rzadko. Wynika to z konstrukcji kolektora ssącego silnika. Podanie benzyny za pomocą jednego wtryskiwacza zmusiło projektantów do zachowania jednakowej długości kanałów dolotowych kolektora ssącego. Musieli oni również zapewnić dostarczanie równomiernych ilości benzyny i powietrza do wszystkich cylindrów. Montując instalację z mikserem w takim silniku mamy pewność, że podawany gaz trafia w taki sam sposób i w takich samych ilościach do komór spalania. Dobór mikserów do silników tego typu nie jest skomplikowany, a sam montaż nie przedstawia problemów nawet dla początkującego montażysty. Dlatego w samochodach z wtryskiem punktowym benzyny na ogół nie występują problemy z funkcjonowaniem przy zasilaniu gazem.
Silniki z wielopunktowym wtryskiem benzyny
Konstrukcje silników z wtryskiem wielopunktowym możemy rozróżnić ze względu na kształt kolektora ssącego. Najlepiej adaptuje się na zasilanie gazem silniki wyposażone w kolektor z centralnie usytuowanym wlotem powietrza i równomiernie ułożonymi kanałami dolotowymi do poszczególnych cylindrów. Równomierność dopływu powietrza zapewnia łatwość w dostarczaniu wraz z nim gazu. Umieszczając wtryskiwacze benzyny na końcu kanałów kolektora ssącego przed wejściem do głowicy, konstruktorzy silnika uzyskali podanie równych dawek paliwa do wszystkich cylindrów. Jeżeli nawet zespół przepustnicy i wlot powietrza do kolektora nie jest umieszczony centralnie (z boku), umiejscowienie wtryskiwaczy nadal gwarantuje właściwą pracę silnika zasilanego benzyną. Niestety, w przypadku instalacji gazowej podającej gaz za pomocą miksera, montażysta może umieścić ten element jedynie przed przepustnicą. Różnica w długości kanałów dolotowych pomiędzy pierwszym i ostatnim cylindrem może wpływać na nierównomierne podawanie gazu z miksera. Podobne zjawisko może występować w silnikach rzędowych 6-cylindrowych, gdy długości skrajnych kanałów (1 i 6 cylinder) odbiegają znacznie od długości kanałów środkowych (na 3 i 4 cylindrze).
Spalanie wybuchowe gazu w kolektorze ssącym
Ponieważ znamy już przesłanki konstrukcyjne mające wpływ na funkcjonowanie silnika zasilanego gazem z wykorzystaniem miksera, należałoby przyjrzeć się bliżej zjawisku wybuchowego spalania się w kolektorze ssącym. Montaż instalacji gazowej nie uwzględnia wszystkich odmiennych cech tego paliwa w stosunku do benzyny. Jedną z nich jest prędkość spalania w cylindrze. Czas potrzebny na spalanie się gazu jest dłuższy od czasu spalania benzyny. Problem zaczyna się pojawiać, gdy podawana ilość gazu jest zbyt mała i do któregoś z cylindrów dociera mieszanka uboga. Powoduje to jeszcze większe wydłużenie się czasu spalania i doprowadza do sytuacji, że płomień wydostaje się poprzez otwierający się zawór ssący (faza przedmuchiwania cylindra) do kolektora i inicjuje zapalenie się zgromadzonej w nim mieszanki powietrza i gazu. Spowolnienie procesu spalania może zostać wywołane również zbyt słabą iskrą inicjującą zapłon. Brak mocy iskry spowoduje, że zbyt dużo energii zostaje przeznaczone na wywołanie zapłonu (tzw. czoło iskry) i zaczyna jej brakować w fazie podtrzymywania zapłonu (tzw. kita iskry). Zwiększona, w stosunku do benzyny, moc potrzebna do wywołania zapłonu mieszanki gazowej jest więc czynnikiem sprzyjającym występowaniu problemów z eksploatacją samochodu z zasilaniem gazowym i może być przyczyną występowania spalania wybuchowego. Zmiana ilości benzyny podawanej do silnika za pomocą wtryskiwaczy jest wykonywana szybko i precyzyjnie. Zrealizowanie tego procesu podczas zasilania silnika gazem jest zdecydowanie trudniejsze. Zmiana ciągłej strugi gazu płynącej z reduktora poprzez mikser do silnika za pomocą elementu regulującego wielkość przepływu nie wpływa natychmiastowo na zmianę ilości paliwa docierającego do silnika. Ze względu na znacznie dłuższą drogę do pokonania w porównaniu do odległości wtryskiwacze benzyny – głowica silnika, gazowy układ zasilania wykorzystujący mikser ma znacznie ograniczoną zdolność do realizacji szybkich zmian ilości podawanego gazu. Płynne operowanie przepustnicą w czasie jazdy “na gazie” daje zdecydowanie lepsze efekty niż próby wymuszania gwałtownych i szybkich zmian. Zamiast oczekiwanego zwiększenia przepływu gazu, po gwałtownym otwarciu przepustnicy nastąpi jedynie zwiększony przepływ powietrza. W efekcie podawana mieszanka paliwowa stanie się uboższa (za małe zwiększenie strugi gazu w proporcji do zwiększonej strugi powietrza). W połączeniu z trudniejszą inicjacją zapłonu mieszanki gazowej w komorach spalania silnika, gwałtowne operowanie przepustnicą może się zakończyć zamiast zwiększeniem prędkości jazdy samochodu, równie gwałtownym “strzałem” w kolektorze ssącym.
Paweł Szadkowski Elpigaz
W kolejnym numerze „NW” spróbujemy odpowiedzieć na pytanie: jak rozwiązywać opisane powyżej problemy.
Komentarze (0)