Ostatnim słowem w dziedzinie zasilania silników paliwem LPG (przy spełnieniu wymagań OBD) jest sekwencyjny wtrysk gazu w fazie ciekłej.

Nieunikniony fakt zastosowania tego typu wtrysku jest znany od dłuższego czasu, jednak trudności technologiczne odwlekały w czasie jego rynkową premierę. Obecnie jedynym dostępnym tego typu układem jest instalacja LPi (Liquid Propane Injection) holenderskiej firmy Vialle. Firma ta jest znana na naszym rynku z powodu dużego indywidualnego importu samochodów używanych z Holandii. Wiele z tych pojazdów miało zamontowane właśnie układy gazowe Vialle. Były to układy mieszalnikowe oraz układy LPi wcześniejszych generacji.
Klasyczne układy gazowe zasilające silniki odparowaną mieszaniną propanu – butanu posiadały szereg mankamentów, których przy zastosowaniu tego typu zasilania nie można było uniknąć. Przede wszystkim silnik zasilany przez instalacje poprzednich generacji tracił pewną część swojej mocy. Straty te były odczuwalne w instalacjach najprostszych stosownych w silnikach gaźnikowych malejąc wraz ze wzrostem generacji układu zastosowanego w pojeździe. Przy sekwencyjnym zasilaniu gazem odparowanym, straty te są niezauważalne i prawie niemierzalne.
Regulator ciśnienia
Takie zachowanie się silnika zasilanego odparowanym LPG wynika przede wszystkim ze zmniejszenia współczynnika napełniania. W instalacjach wcześniejszych generacji (I i II) w układzie dolotowym stosowano mieszalniki, które powodowały znaczne zwiększanie oporów przepływu na drodze do silnika. Także podgrzewanie układów dolotowych w niektórych silnikach niekorzystnie wpływa na napełnianie – zwiększenie objętości ładunku (zmniejszenie jego gęstości). Ponadto w układach zasilających odparowanym LPG zasadniczym urządzeniem jest reduktor – parownik. W nim następuje powstawanie paliwa, które dostarczone do mieszalnika czy wtryskiwaczy jest podawane do układu dolotowego, gdzie tworzy się mieszanina gotowa do spalenia. W zależności od warunków otoczenia (temperatura, ciśnienie) ilość odparowywanego w reduktorze paliwa jest różna. Powoduje to, że w zależności od warunków gazu jest mniej lub więcej, co oczywiście wpływa na jakość spalania i czystość spalin.

Wtryskiwacze ciekłego gazu
Ponadto dostarczenie wymaganej dla silnika ilości paliwa w stanie gazowym jest prawie niemożliwe ze względu na jego stan skupienia. Objętość wymaganej dawki (odparowanej) jest taka, że nie jest ona w stanie zmieścić się w układzie dolotowym. Z drugiej jednak strony wtłoczenie dużej ilości gazu do silnika powoduje, że niewiele objętości pozostaje na powietrze niezbędne do prawidłowego procesu spalania. Wszystkie te czynniki powodują, że częstym zjawiskiem przy zasilaniu gazem jest nawrót płomienia (backfire). Powoduje to możliwość uszkodzenia elementów silnika pomimo stosowania różnego rodzaju zabezpieczeń (zaworów bezpieczeństwa) rozładowujących ciśnienie w układzie dolotowym. Ponadto wszystkie wymienione zjawiska są niedopuszczalne w świetle wymagań OBD. Silnik, przy tak nieprecyzyjnie działającym układzie zasilania, nie będzie pracował prawidłowo. Jeżeli samochód nie ma OBD, to może nastąpić przyspieszone zużycie katalizatora. Innym problemem w naszych warunkach jest jakość naszego propanu – butanu wynikająca z jego składu chemicznego, który powinien być zmieniany okresowo w zależności od temperatury otoczenia.
Widok komory silnikowej z zamontowanym układem LPi. Widoczne wtryskiwacze zamontowane w kolektorze dolotowym.
Z tego powodu w momencie zatankowania gazu letniego (więcej butanu) i obniżeniu się temperatury np. za kilka dni do poziomu poniżej 0oC jej przejście w stan lotny nie będzie możliwe ze względu na zbyt małe ciśnienie par własnych takiej mieszaniny. Wszystkie te aspekty powodują, że jedyną metodą wyeliminowania tych niedomagań jest zastosowanie wtrysku gazu w fazie ciekłej. Taki rodzaj zasilania nie tylko nie powoduje zmniejszenia osiągów silnika, ale wręcz przeciwnie, w pewnych zakresach prędkości obrotowych, jego parametry ulegają zwiększeniu. Nie jest to oczywiście wzrost o dużej wartości, jednak podczas badań hamownianych jest wykazywany. Takie zachowanie silnika przy zasilaniu ciekłym LPG jest podyktowane samoistnym odparowywaniem gazu w kanałach dolotowych. Przejście ze stanu ciekłego w stan gazowy odbywa się w strumieniu przepływającego powietrza, z którego parujący gaz odbiera ciepło powodując jego schładzanie. Dzięki temu gęstość tak otrzymanej mieszanki palnej rośnie przyczyniając się do utrzymania współczynnika napełniania na poziomie porównywalnym z zasilaniem benzyną. W ten sposób przy zwiększeniu o około 20% dawki gazu (ponieważ ma mniejszą wartość opałową) można uzyskać parametry silnika na poziomie zasilania benzyną lub lepsze.

Elektroniczna centrala sterująca, obok urządzenie odłączające wtryskiwacze benzyny montowane zawsze w jednej pozycji.
Zbiornik paliwa tego układu jest wyposażony w pompę ciekłego gazu. Zastosowany w niej bezszczotkowy silnik prądu zmiennego wymaga zamiany napięcia stałego występującego w instalacji samochodu na zmienne do zasilania pompy. Proces ten jest dokonywany w urządzeniu elektronicznym zamontowanym w gazoszczelnej pokrywie zbiornika paliwa. Zastosowanie takiego silnika w pompie daje duży moment obrotowy z minimalnej wielkości urządzenia. Silnik pompy może obracać się z pięcioma różnymi prędkościami obrotowymi (500, 1000, 1500, 2000, 2500 obr./min.) regulowanymi przez układ elektroniczny (na pokrywie zbiornika) na podstawie sygnałów z elektronicznego urządzenia sterującego układem gazowym. Zbiornik paliwa ze względu na smarowanie łożysk pompy jest montowany w określonym położeniu i w ten sposób musi być również przewożony. Zamontowany w zespole pompy pływak czuwa nad poziomem paliwa przy tankowaniu tak, aby nie przekroczyć wartości 80% napełnienia. Ponadto pompę wyposażono w niewymienny filtr gazu, który zapewnia jego wstępne oczyszczanie.
Ze zbiornika paliwo jest kierowane do regulatora ciśnienia, który zawiera zawór elektromagnetyczny, zamykający się i otwierający jednocześnie z zaworem wyjściowym zbiornika, regulator i przetwornik ciśnienia. Urządzenie to utrzymuje w układzie (na powrocie z wtryskiwaczy) ciśnienie 0,5 MPa wyższe niż w zbiorniku paliwa. Waha się ono w granicach od 0,7 do 2 MPa. Po przekroczeniu 2 MPa układ ze względów bezpieczeństwa automatycznie przełącza się na benzynę. Pomimo utrzymywania dość wysokiego ciśnienia w przewodach, ciepło z otaczających elementów może powodować miejscowe odparowywanie paliwa i powstawanie pęcherzy gazowych. Aby zapobiec temu zjawisku pompa wymusza stałą cyrkulację ciekłego gazu w instalacji. Gaz w formie cieczy przepływa z regulatora ciśnienia do wtryskiwaczy i stamtąd jest kierowany do komór spalania poszczególnych cylindrów.

Wiercenie otworów w kolektorze dolotowym jest najważniejszą czynnością z punktu widzenia późniejszego działania układu, dlatego wykonuje się ją w specjalnym przyrządzie.
Niewykorzystany LPG poprzez przewody powrotne wraca do zbiornika. Przetwornik ciśnienia będący częścią regulatora na podstawie pomiaru ciśnienia gazu generuje sygnał elektryczny będący funkcją tej wartości do elektronicznego urządzenia sterującego. Jest to jedna z podstawowych danych służąca do wyliczenia przez elektroniczne urządzenie sterujące czasu otwarcia wtryskiwacza, czyli dawki paliwa. Regulator ciśnienia ma na tyle małe wymiary, że może być montowany w każdym położeniu – nie wpływa to niekorzystnie na jego pracę. Dzięki temu jego montaż jest znacznie uproszczony w czasami ciasnej komorze silnikowej.
Firma Vialle używa czterech typów wtryskiwaczy znakowanych kolorami, które oznaczają ich wydajność dostosowaną do zapotrzebowania silnika na paliwo. Najczęściej używanym jest wtryskiwacz oznaczony kolorem fioletowym. Jego wydajność pozwala na używanie w większości obecnych na rynku samochodów. Zamocowanie wtryskiwaczy w kolektorze dolotowym to najważniejsza czynność przy montażu układu LPi w samochodzie. Od położenia wtryskiwaczy, które wyznacza się podczas żmudnych badań na hamowni, zależy bowiem późniejsze działanie układu. Z tego powodu do wiercenia otworów w kolektorze wykorzystywany jest specjalny przyrząd (inny dla każdego typu kolektora). Niewłaściwy montaż wtryskiwaczy może doprowadzić do ich niedokładnego ustawienia względem przekroju kanału dolotowego, co doprowadzić może do oblodzenia jego ścianek i poważnych nieprawidłowości w pracy silnika. Po wykonaniu otworów przy pomocy papieru ściernego wykonuje się płaszczyznę wokół nich (z reguły otwór wykonywany jest na krzywiźnie kolektora) i fazuje krawędzie. W tak przygotowane otwory montuje się gniazda wtryskiwaczy. Za pomocą specjalnego przyrządu są one mocowane w otworach na zasadzie

Pod gazoszczelną pokrywą na zbiorniku umieszczone są układy elektroniczne sterujące pracą pompy gazu (przetwornica napięcia ze stałego na zmienny).
spęczania materiału wewnątrz kolektora (tak jak nit zrywalny). Przed montażem gniazd należy zwrócić uwagę, w którą stronę są zwrócone nacięcia – należy umieścić je tak, aby łatwo można było montować sprężyny mocujące – ważne przy późniejszej obsłudze układu. W zamontowanych gniazdach umieszcza się końcówki wtryskiwaczy. Jest to najważniejsza czynność. Od dokładności jej wykonania zależy późniejsza praca układu. Należy je umieścić tak, aby otwór wtryskowy był umieszczony dokładnie w osi kanału dolotowego (ze względu na możliwość oblodzenia ścianek) w kierunku do silnika. Z uwagi na niebezpieczeństwo oblodzenia końcówki te wykonuje się z miedzi – dobrego przewodnika ciepła tak, aby nagrzewały się one od kolektora dolotowego. Ostatnią czynnością jest zamontowanie samego wtryskiwacza poprzez wsunięcie go w gniazdo i zabezpieczenie przed wysunięciem za pomocą sprężyny. Później łączy się wszystkie wtryskiwacze w odpowiedni sposób za pomocą przewodów elastycznych. Tak przygotowany kolektor dolotowy jest gotowy do zamontowania w silniku.
Wszystkie wymienione wcześniej podzespoły układu LPi ściśle ze sobą współpracują i są sterowane przez elektroniczne urządzenie sterujące (LPE), które na podstawie szeregu sygnałów dobiera optymalny moment i czas otwarcia wtryskiwaczy. LPE jest podłączony do fabrycznego komputera benzynowego i właściwie jest przez niego sterowany. Pozwala to uniknąć ewentualnych problemów z elektroniką samochodu. Oryginalne oprogramowanie komputera samochodowego oraz funkcje diagnostyczne pozostają nienaruszone. Podstawowy sygnał wykorzystywany przez elektroniczne urządzenie sterujące układem gazowym, to sygnał sterujący wtryskiwaczy benzynowych, napięcie panujące w układzie elektrycznym pojazdu, sygnał sondy lambda (aby wiedzieć kiedy skończyła się dawka rozruchowa paliwa benzynowego). Z regulatora ciśnienia podawany jest sygnał napięcia będący funkcją ciśnienia gazu. Ponadto do LPE dostarczany jest sygnał prawidłowej pracy silnika (jeżeli jest on zakłócony to układ gazowy automatycznie się wyłącza). Dodatkowo dostarczany jest sygnał temperatury otoczenia, dokładnie jest to temperatura urządzenia LPE (czujnik jest umieszczony wewnątrz). Sygnał ten odpowiada za moment przełączenia układu zasilania silnika na gazowe. Do LPE dostarczana jest jeszcze cała masa innych sygnałów m.in. z wtryskiwaczy, pompy paliwa gazowego itp. Elektroniczne urządzenie sterujące generuje także sygnał diagnostyczny do serwisowego laptopa. Układ LPi jest montowany zawsze u dealera przed sprzedażą samochodu. Wymagania stawiane warsztatom montującym są bardzo wysokie ze względu na konieczność zachowania ostrych reżimów technologicznych dotyczących montażu. Układ montuje się w bardzo prosty sposób (przy wprawie pracowników montaż trwa około 3 – 4 godz.), lecz wszystkie czynności wymagają dużej precyzji (np. wiercenie otworów pod wtryskiwacze). W Holandii jest to realizowane w taki sposób, że łącznie z zestawem montażowym (w którym są nawet docięte na odpowiedni wymiar przewody do danej grupy modeli samochodów) warsztat otrzymuje także kolektor dolotowy z wywierconymi otworami. Kolektor wyjęty z samochodu przesyła się do Vialle, gdzie po wierceniu służy on jako element następnego zestawu montażowego. Taki zcentralizowany system zapewnia poprawność wykonania najważniejszej, z punktu widzenia późniejszej eksploatacji samochodu, czynności.
Zamontowana w samochodzie instalacja sprawuje się bez zarzutu. Właściwości jezdne są takie same jak przy zasilaniu benzyną, w górnym zakresie prędkości obrotowej nawet lepsze. Kultura pracy na biegu jałowym (zmienne obciążenie wynikające np. z zamontowania klimatyzacji), elastyczność silnika są lepsze niż przy zasilaniu benzyną. Przełączenie układu na zasilanie gazem następuje automatycznie po pewnym czasie pracy na benzynie. Nie jest wymagane przekroczenie pewnej prędkości obrotowej tak, jak to bywało w układach poprzednich generacji. Czas przełączenia układu LPi jest zależny od temperatury otoczenia, temperatury silnika, sygnału sondy lambda i waha się od 5 do 240 s. Moment przełączenia zarówno na biegu jałowym, jak i w trakcie jazdy jest niezauważalny. Przełącznik rodzaju zasilania jest bardzo estetyczny i mały, przez co łatwy w montażu. Dioda czerwona oznacza zasilanie benzyną, dioda zielona – zasilanie gazem, jej pulsowanie oznacza fazę przejściową pomiędzy zasilaniem benzyną i gazem (układ w niedługim czasie przełączy się na gaz). Pięć diod umieszczonych w szeregu informuje kierowcę o poziomie paliwa gazowego w zbiorniku. Ponadto przełącznik wyposażony jest w czujnik regulujący intensywność świecenia LED-ów w zależności od intensywności oświetlenia zewnętrznego. W układach LPi najnowszej generacji istnieje możliwość podłączenia sygnału poziomu gazu do wskaźnika poziomu benzyny, który w zależności od wybranego układu zasilania wskazuje poziom benzyny lub gazu w zbiorniku.
Jedynym mankamentem tego układu jest toroidalny zbiornik paliwa, którego wymiar pionowy jest limitowany przez wysokość znajdującej się wewnątrz pompy. Stąd też nie można zastosować zbiorników walcowych o małej średnicy i dużej długości, także torusy stosowane w układzie LPi mają większą wysokość. Według producenta instalacja ta jest odporna na złą jakość naszego gazu. Silnik spala wszelkie szkodliwe składniki bez względu na zatankowane paliwo. Układ LPi jest bardzo prosty w swojej budowie. Z teg powodu jego obsługa jest ograniczona do minimum.