Instalacje gazowe

ponad rok temu  28.05.2013, ~ Administrator - ,   Czas czytania 8 minut

Systemy gazowe po dłuższym okresie eksploatacji
Powszechność stosowania gazowych układów zasilania na naszym rynku potwierdza ilość jeżdżących po drogach samochodów – ponad 900 tys. pojazdów, co plasuje nas na drugim miejscu w Europie. Wśród tych samochodów są również takie, które mają za sobą kilka lat eksploatacji i czasami kilkaset tysięcy kilometrów przebiegu.

W związku z tym pojawia się potrzeba dokonania pewnych regulacji i niezbędnych napraw tak, aby system gazowy funkcjonował poprawnie i zgodnie z prawem. Jednak podstawowym warunkiem prawidłowej i bezpiecznej eksploatacji silnika zasilanego gazem jest przede wszystkim właściwy dobór instalacji, który warunkuje możliwość osiągnięcia takiego przebiegu.
Często zdarza się, że ze względu na naciski klienta i uległość warsztatu montuje się instalację niewłaściwą do zastosowania w danym silniku. Oczywiście głównym winowajcą takiego stanu jest montażysta, który posiadając wiedzę na temat zasilania gazem powinien odradzić zastosowanie niewłaściwego systemu. Jednak, niestety, prawo wolnego rynku i chęć zysku (klienta i warsztatu) powodują, że sytuacje takie mają jeszcze miejsce. Niedopuszczalne jest montowanie instalacji gazowych bez regulacji składu mieszanki (“bez elektroniki”) w samochodach zarejestrowanych pierwszy raz w Polsce po 30 czerwca 1995 r. Jednak jeszcze dość często widzi się samochody z instalacjami pierwszej generacji (przeznaczonymi właściwie tylko do silników gaźnikowych) w najnowszych samochodach. Zjawisko to jest powoli eliminowane przez stacje kontroli pojazdów, które otrzymały wytyczne z właściwych im wydziałów komunikacji, aby bezwzględnie nie dopuszczać do ruchu takich pojazdów. Innym przypadkiem grożącym, poza konsekwencjami prawnymi, również zniszczeniem pojazdu jest nieodpowiedzialny montaż instalacji z mieszalnikiem do silników wyposażonych w kolektory dolotowe wykonane z tworzywa sztucznego (wyjątek stanowi tutaj Fiat Punto i Panda z 8-zaworowym silnikiem 1,2, w których firma Auto – Gaz Śląsk – przedstawiciel Tartarini Auto na polskim rynku gwarantuje bezproblemowe użytkowanie swojego systemu z mieszalnikiem, pomimo zastosowania w tej jednostce napędowej tworzywowego kolektora). Efektem zastosowania układu z mieszalnikiem w innym silniku jest możliwość rozerwania układu dolotowego przez nagromadzony w nim gaz w wyniku zjawiska nawrotu płomienia. W takich silnikach należy bezwzględnie stosować układ wtrysku gazu (sterowanego podciśnieniem w układzie dolotowym lub elektronicznie przy wtrysku sekwencyjnym gazu). W takim przypadku ilość zgromadzonego w kolektorze gazu jest ograniczona do niezbędnego minimum i wypełnia objętość pomiędzy wtryskiwaczem a zaworem dolotowym, podczas gdy przy zastosowaniu układu z mieszalnikiem cały kolektor jest wypełniony gazem. Biorąc pod uwagę objętość obecnie stosowanych kolektorów, wykorzystujących zjawiska falowe w doprowadzaniu powietrza do silnika (często wykorzystuje się zmienną jego długość), jest to dawka potrafiąca uszkodzić taki element. Stosowanie zaworów odciążających w kolektorze nowoczesnego silnika, w którym jest on wraz z górną osłoną silnika elementem dekoracyjnym, wygląda po prostu żenująco, a w razie wystąpienia zjawiska nawrotu płomienia nie daje pomyślnych rezultatów, powodując dodatkowo nieszczelności na drodze powietrza do silnika. Znane są przypadki zastosowania takich zaworów, które spowodowały pożar samochodu. Mechanizm ich działania jest prosty: otwierając się samoczynnie pod wpływem wzrostu ciśnienia powodują jego spadek w kolektorze, ograniczając możliwość jego uszkodzenia. Jednak w cytowanym tutaj przypadku nikt z montażystów nie wziął pod uwagę, że pojawia się tam czasami płomień spalającego się gazu. Umieszczenie tych zaworów w górnej części kolektora tuż pod pokrywą silnika w bezpośrednim sąsiedztwie wygłuszenia zamontowanego na pokrywie spowodowało jego zapalenie. Czasami, również z przyczyn ekonomicznych, stosuje się w celu możliwości zastosowania tańszej instalacji gazowej wymianę kolektora dolotowego na metalowy. Jeżeli jest on wymieniany na fabryczny, pochodzący z modelu silnika wcześniejszej generacji (czasami istnieje taka możliwość), to jeszcze można takie rozwiązanie przyjąć. Natomiast jeżeli wymienia się go na element pochodzący z produkcji rzemieślniczej, niemający nic wspólnego z fabrycznym, to jest to na pewno rozwiązanie nieprawidłowe. Wiadomo przecież, że w kolektorze dolotowym zachodzą różne zjawiska falowe wspomagające dostarczanie powietrza do silnika, jego odpowiednie dobranie do silnika zajmuje wiele czasu i pochłania wielkie środki na badania w fazie projektowania. Wykonanie takiego kolektora w warunkach rzemieślniczych jest po prostu niemożliwe. Kolektor taki, oprócz tego, że geometrycznie daje się zamontować do silnika, nie zapewnia prawidłowego zasilania silnika, może wręcz je zakłócać. Z tego powodu poważnie myślące o swojej pracy i klientach warsztaty nie pozwalają sobie na zarabianie pieniędzy przez dokonywanie takich “skrótów”.
Prawidłowo dobrana instalacja służy użytkownikowi przez wiele lat, pod warunkiem wykonywania okresowych regulacji i wymian filtrów gazu. Jednak po tym okresie niezbędne staje się wykonanie poważniejszych czynności, które są następstwem normalnego procesu zużycia elementów instalacji.

Rozerwany kolektor dolotowy, pochodzący z samochodu, w którym zastosowano niewłaściwą instalację z mieszalnikiem zamiast układu wtrysku gazu.

Praktycznie w każdej instalacji gazowej bez względu na stopień skomplikowania (oprócz systemów wtrysku ciekłego gazu) występuje reduktor – parownik. Jest to podstawowa część instalacji, która wraz z mieszalnikiem tworzy tzw. gaźnik gazowy. Od doboru tych elementów i późniejszej regulacji reduktora zależy prawidłowe działanie silnika przy zasilaniu paliwem gazowym. Jedną z podstawowych czynności związanych ze zużywaniem się membran reduktora jest jego okresowa regulacja – zmiana sztywności układu sprężyna – membrana tak, aby poprawnie reagował on na zmiany podciśnienia w układzie dolotowym silnika. Normalne użytkowanie instalacji gazowej w dłuższym okresie objawia się zwiększeniem sztywności membran (elementy gumowe). Jest to związane ze starzeniem się gumy oraz oddziaływaniem samego paliwa gazowego. Dlatego niezbędne staje się okresowe regulowanie reduktora, które kompensuje zużycie membran. Jest to bardzo ważna czynność z punktu widzenia prawidłowego doboru składu mieszanki gazowo-powietrznej. Skład mieszanki ma wpływ na obciążenie cieplne elementów głowicy oraz zaworów (jeżeli jest zbyt uboga) albo na zużycie paliwa i emisję spalin w przypadku mieszanki zbyt bogatej. Zaniedbywanie tej czynności może być powodem konieczności wykonania kosztownej naprawy głowicy lub wymiany katalizatora, który w przypadku mieszanki niemieszczącej się w ściśle określonych granicach nie działa prawidłowo i ulega uszkodzeniu. Kolejną bardzo ważną czynnością, która częściowo łączy się z regulacją reduktora, jest regulacja zaworów, która zaniedbywana (zbyt małe luzy bądź ich brak) w połączeniu z nieprawidłową regulacją składu – zbyt uboga mieszanka – powoduje, że utrudnione staje się odprowadzenie ciepła od zaworów (brak styku z gniazdem zaworowym), przez co elementy te ulegają uszkodzeniu i skutkują ww. naprawą głowicy. Dlatego regulację luzów zaworowych należy przeprowadzać w ściśle określonym dla zasilania gazowego czasie (2 razy częściej niż przy zasilaniu tylko benzyną). Ponadto zaniedbania w zakresie tych regulacji mogą spowodować nieprzyjemne strzały w układ dolotowy, grożące uszkodzeniami jego elementów.

Wnętrze komory 2 stopnia redukcji reduktora Landi Renzo z widocznymi oleistymi zanieczyszczeniami, które odkładają się w miarę przebiegu samochodu

Brak reakcji reduktora na otwieranie przepustnicy silnika może być również spowodowany obecnością oleistych zanieczyszczeń w komorze reduktora, które tężeją w niskich temperaturach i nie pozwalają na ruch membrany. Klasycznym tego objawem jest słaba reakcja reduktora przy zimnym silniku, zmniejszająca się w miarę dochodzenia do stanu równowagi cieplnej (zanieczyszczenia się rozpuszczają). Również zużyte membrany odzyskują część swojej elastyczności, gdy przez reduktor płynie ciecz chłodząca o wyższej temperaturze. Dlatego ważne jest okresowe korzystanie ze śruby spustowej w dolnej części reduktora, która pozwala na usunięcie zanieczyszczeń z jego wnętrza. Nowe reduktory, np. G79SE firmy Tartarini, mają króciec wypływu gazu niskiego ciśnienia w swej dolnej części, dlatego silnik zasysa i spala wszystkie frakcje występujące w paliwie gazowym i nie ma konieczności wypuszczania zanieczyszczeń z reduktora.
Krańcowym objawem zużycia membran jest niemożność jego wyregulowania i brak reakcji na zmiany podciśnienia w układzie dolotowym. Świadczy to o granicznym zużyciu membran i konieczności ich wymiany. Jest to rutynowa czynność po około 100 tys. km przebiegu reduktora. Czasami (zależy to od typu reduktora i umiejętności warsztatu) może się okazać, że wymiana reduktora jest operacją bardziej opłacalną i zajmującą mniej czasu. W przypadku naprawy lub wymiany reduktora należy również wymienić wszystkie połączone z nim węże gumowe (wodne i gazowe, które także sztywnieją), aby uniknąć przecieków w układzie chłodzenia lub niskiego ciśnienia gazu.

Przez tak zanieczyszczony filtr paliwa gazowego na pewno gaz nie przepłynie. Efekt – brak mocy lub brak możliwości pracy na gazie. Dla porównania z lewej strony umieszczono filtr nowy.

Innym elementem, którego użytkowanie staje się niemożliwe po okresie 10 lat, jest zbiornik paliwa gazowego. Po takim okresie wymaga on badania w oddziale Urzędu Dozoru Technicznego, który dopuszcza go na okres 3 lat. Koszty związane z przeprowadzeniem takich prób są porównywalne z kosztami nowego zbiornika, którego dopuszczenie jest ważne przez 10 lat. Zatem legalizowanie używanego zbiornika nie ma większego sensu, tym bardziej, że trzeba go wyjąć z samochodu i dostarczyć do badań. Ponadto może się pojawić problem z przełożeniem osprzętu zbiornika (wielozaworu), który od kwietnia 2002 roku jest wykonywany wg nowych wymagań (poprawka 01 do regulaminu 67 EKG ONZ). Zgodnie z tą poprawką wielozawory są wyposażone w dodatkowe elementy, np. zawór bezpieczeństwa (wcześniej nie wszystkie wielozawory go miały), zawór ogniowy, który topi się w czasie pożaru samochodu (gdy płaszcz zbiornika osiągnie temperaturę 100 stopni C). Zatem przy wymianie zbiornika konieczna staje się wymiana jego osprzętu. Ponadto, zgodnie z poprawką 01 wielozawór nowego typu jest wyposażony w elektrozawór gazowy, otwierający się w momencie przejścia na zasilanie gazem silnika. Podstawowym sygnałem sterującym jest tutaj sygnał z cewki zapłonowej, dzięki któremu układ wie, że silnik pracuje. Sygnał ten jest wykorzystywany również jako zabezpieczenie przed niekontrolowanym wypływem gazu w momencie unieruchomienia silnika (normalnego wyłączenia silnika i niekontrolowanego, np. w czasie kolizji drogowej) – brak sygnału z cewki powoduje zamknięcie elektrozaworów. W starych instalacjach (gaźnikowych) sygnał ten był w ogóle niewykorzystywany, jako zabezpieczenie przeciwwypływowe było wykorzystywane podciśnienie w układzie dolotowym silnika, które zanikając w momencie zatrzymania silnika powodowało zamknięcie wypływu gazu z reduktora. I właśnie w przypadku wymiany zbiornika (i oczywiście osprzętu) w samochodzie z taką instalacją pojawia się problem, bo chcąc być w zgodzie z prawem trzeba wymienić reduktor na tzw. “elektroniczny” (z elektrozaworem odcinającym) i przełącznik gaz – benzyna (aby uzyskać możliwość korzystania z sygnału cewki zapłonowej) oraz przeciągnąć do zbiornika przewód sterujący elektrozaworem, czyli w zasadzie wymienić całą instalację. Jest to oczywiście przypadek hipotetyczny, bo przecież nikt obecnie nie jeździ samochodem przez tak długi okres. Są to naprawy wynikające z normalnej eksploatacji silnika gazowego. Niektórzy użytkownicy, np. flotowi, wliczają również w koszty eksploatacji naprawy będące wynikiem zaniedbań w zakresie regulacji systemów gazowych, tzn. naprawy głowicy, uszkodzenia układu zasilania benzyną będące wynikiem niewłaściwego poziomu, nawet braku paliwa w zbiorniku lub niedostatecznie częstego korzystania z benzyny – zasilanie gazem jest alternatywnym źródłem napędu – podstawowym paliwem jest benzyna. Przy takiej kalkulacji kosztów jest oczywiste, że koszty eksploatacji będą bardzo wysokie i przerosną nawet koszty związane z eksploatacją największego rywala silników gazowych – nowoczesnego silnika ZS. Ale kalkulując w ten sposób, można również w koszty eksploatacji diesla wliczyć wymianę kosztownych elementów układu common rail (np. wtryskiwacz to ok. 1500 zł), które bardzo często ulegają awarii wskutek niewłaściwej jakości paliwa. Jest to oczywiście złe stawianie problemu, ale takim porównaniem – diesel kontra silnik gazowy – spróbujemy zająć się w najbliższej przyszłości.

P.Z.
B1 - prenumerata NW podstrony

Komentarze (0)

dodaj komentarz
    Nie ma jeszcze komentarzy...
do góry strony