– szukanie oszczędności w transporcie. Wraz z poszukiwaniem oszczędności w transporcie coraz częstszym tematem pojawiającym się w mediach jest dwupaliwowe zasilanie silników. Nakłady na paliwo to największe obciążenie dla przewoźników. Zrozumiałe jest więc dążenie do ich maksymalnego ograniczenia. Dlatego też uwaga kierowników flot, w szczególności ciężarowych, skierowana została w stronę zasilania dwupaliwowego. To rozwiązanie od niedawna obecne na polskim rynku jest o tyle nietypowe, że dotyczy zasilania gazem silnika ZS.
Inaczej przedstawia się sytuacja z montażem instalacji gazowej do silników zasilanych ON. Do niedawna takie rozwiązanie nie było brane pod uwagę, a przynajmniej dla 99% użytkowników pojazdów było czysto teoretycznym zagadnieniem. Brak zainteresowania wiązał się z przekonaniem o oszczędności silników ZS i ceną litra ON.W dziedzinie zasilania silników wysokoprężnych stosuje się bardzo zaawansowane rozwiązania techniczne pozwalające na uzyskanie stosunkowo dużej mocy przy niewielkim zużyciu paliwa. Ostatnia dekada należała więc do ,,diesla” – większość silników pozwalała na osiągnięcie kosztów eksploatacji na poziomie zasilania gazowego LPG. Idea zasilania dwupaliwowego to rozwiązanie polegające na jednoczesnym podawaniu do silnika dwóch różnych paliw. W przypadku zasilania silników ZS najbardziej rozpowszechnione jest dodawanie do ON gazu LPG lub CNG. Paliwo gazowe zapala się w cylindrze od płomienia palącego się oleju napędowego i z teoretycznych wyliczeń wynika, że wystarczy ok. 20% ON, aby następował zapłon paliwa LPG. W praktyce jednak takie proporcje są niemożliwe do uzyskania, gdyż silniki pracujące w pojazdach użytkowych poddawane są ciągłym zmianom obciążeń. Takie warunki zmuszają do pracy na mieszankach zawierających przewagę ON.
Przy zastosowaniu dodatku gazu następuje znaczne poprawienie parametrów pracy silnika poprzez wzrost mocy i momentu obrotowego. Dodatek gazu powoduje w procesie spalania znaczny wzrost ciśnienia roboczego i co za tym idzie – zwiększenie sił działających na tłok. Dla prawidłowej pracy sinika (czyli takiej, gdzie dysponujemy odpowiednią mocą i momentem obrotowym) wymagana jest proporcja ok. 75% ON i 25% LPG. Taka mieszanina daje pewność zachowania trwałości silnika oraz utrzymania jego dynamiki na odpowiednim poziomie. Proporcje te są bardzo ważne, ponieważ ich zmiana w stronę poszukiwania większych oszczędności – poprzez zwiększanie udziału paliwa gazowego w mieszance – wiąże się z możliwością wchodzenia silnika w zakresy pracy niesprzyjające zachowaniu trwałości jego podzespołów.
Ciągniki siodłowe zużywają średnio 30-35 l ON na 100 km, a w ciągu roku pokonują trasy wynoszące ponad 100 tys. km – z myślą o takich właśnie odbiorcach konstruowane są systemy zasilania dwupaliwowego. Dla właściciela floty kilku czy kilkunastu samochodów ciężarowych oszczędności po zastosowaniu domieszki gazu są równoznaczne z zakupem nowego ciągnika siodłowego. Inwestycja związana z montażem instalacji gazowej zwraca się średnio po 3-4 miesiącach użytkowania pojazdu. Przy zastosowaniu dobrze skonfigurowanej instalacji i właściwej kalibracji zasilanie dwupaliwowe daje zwiększenie komfortu jazdy poprzez lepszą dynamikę auta. Właściwa eksploatacja samochodu i odpowiedni sposób jazdy na gazie gwarantują również uzyskanie zadowalających oszczędności.
Instalacja do zasilania dwupaliwowego ZENIT PRO DIESEL
Kompletacja systemu wtrysku gazu LPG do silników ZS oparta została o wysokiej klasy podzespoły sprawdzone w układach IV generacji. Przede wszystkim są to komponenty mechaniczne: reduktory firmy Tomasetto i wtryskiwacze gazowe Hana. ECU systemu ZENIT PRO DIESEL zostało zaprojektowane i wykonane przez zespół techników Auto-Gaz Centrum. Jako producent z 16-letnim doświadczeniem, dysponując odpowiednim zapleczem technicznym oraz kadrowym, firma postawiła na znalezienie najlepszego dla montażystów rozwiązania w zakresie kalibrowania systemu. Zwrot ,,instalacje gazowe do diesla” często pojawia się jako hasło reklamowe, za którym nie zawsze idzie odpowiedni (czytaj ,,skuteczny”) pomysł pozwalający na przewidywalne i jasne dostrojenie instalacji. Z jednej strony domieszanie do paliwa niewielkiej ilości gazu wydaje się bardzo proste i realizacja tego jest rzeczywiście mało skomplikowana. Z drugiej strony, chcąc jednak osiągnąć optymalne rezultaty, potrzebne jest stworzenie właściwej mapy dawki gazu oraz ograniczenie ilości podawanego do silnika ON. Realizacja tych dwóch procesów jednocześnie jest rozwiązaniem optymalnym. Jednak dla zapewnienia prawidłowego przebiegu procesów spalania w cylindrze niezbędna jest głęboka ingerencja w układ sterowania wtryskiem paliwa. Docelowo takie właśnie założenia spełniać będzie centrala Auto-Gaz Centrum. Dla standardowej wersji systemu ZENIT PRO DIESEL przygotowane zostały praktyczne i funkcjonalne narzędzia pozwalające na osiągnięcie oczekiwanych przez montażystów oraz użytkowników efektów.
Centrala ma:
- funkcje umożliwiające zabezpieczenie silnika przed przekroczeniem bezpiecznych parametrów pracy,
- emulatory ograniczające w sposób elastyczny ilość podawanego do silnika ON,
- możliwość korzystania z różnych sygnałów pracy silnika w celu określenia właściwej dawki gazu.
W celu przybliżenia możliwości konfiguracyjnych ZENIT PRO DIESEL przedstawiamy kilka najważniejszych funkcji.
1. Parametry graniczne pracy układu gazowego (zrzut 1)
Program daje możliwość zmiennego sterowania wtryskiwaczami gazowymi. Funkcja ta pozwala dostosować ilość gazu do zapotrzebowania chwilowego silnika, co jest szczególnie istotne w przypadku zastosowania jedynie dwóch wtryskiwaczy gazu dla dużego silnika pracującego w zakresie małych prędkości obrotowych. Równie ważna jest funkcja ograniczenia maksymalnej prędkości obrotowej na zasilaniu gazowym wymagana zarówno regulaminem, jak i względami bezpieczeństwa użytkowania samochodu. Standardowo w zestawie czujników systemu znajduje się termopara pomiarowa, na podstawie której monitorowana jest temperatura spalin. W przypadku zasilania dwupaliwowego występuje niekiedy znaczny jej wzrost, co może wpływać niekorzystnie na pracę turbosprężarki. Po przekroczeniu zadanej wartości system przełącza się automatycznie na zasilanie ON do czasu uzyskania właściwej temperatury spalania.
2. Zmiana charakterystyki czujników układu zasilania ON (zrzut 2)
W systemie wprowadziliśmy możliwość zastosowania dwóch niezależnych emulatorów. Dzięki nim można zmieniać charakterystykę konkretnego czujnika w celu ograniczenia ilości podawanego ON. Emulatory dedykowane są do czujników o liniowej charakterystyce, pozwalają na płynne i elastyczne zmiany ich wskazań. Dzięki temu ingerencja w dawkowanie bazowego paliwa (oleju napędowego) staje się przewidywalna i bardzo prosta do zrealizowania dla montażysty.
Podczas kalibracji systemu istnieje możliwość podglądu wartości zmienianych sygnałów oraz sprawdzenie skuteczności działania emulatora poprzez niezależne jego załączenie.
3. Mapy dawek gazu (zrzut 3)
Do określania ilości podawanego do silnika gazu służą bazowe mapy. Na nich zapisane są czasy otwarcia wtryskiwaczy gazowych. Występuje kilka rodzajów, opartych na wskazaniach TPS (położenia pedału gazu), wartości RPM lub obciążenia silnika – MAP. Dzięki temu montażysta zyskuje więcej możliwości w doborze odpowiedniego sposobu podawania gazu.
Wszystkie wartości na mapie można dowolnie zmieniać. Możliwe jest korygowanie zakresu wartości sygnału TPS lub RPM w danych przedziałach w celu indywidualnego dopasowania do pojazdu. Edycja punktów mapy możliwa jest z poziomu klawiatury (bezpośrednia zmiana wartości w wybranych oknach), jak również poprzez korzystanie z panelu modelującego większe obszary mapy. Dostępne są następujące opcje:
- ,,Wyrównaj całość” – system automatycznie dokonuje przeliczenia całej mapy;
- ,,Wyrównaj obszar” – po zaznaczeniu danego obszaru (jednego lub kilku pól) i włączeniu funkcji następuje wyrównanie wartości w sąsiednich polach;
- ,,Uśrednij obszar” – funkcja ta pozwala na uśrednienie wartości znajdujących się w polach zaznaczonego obszaru.
Podsumowując, należy wspomnieć o możliwościach centrali przewidzianych w przypadku stosowania jednego wtryskiwacza na jeden cylinder. ZENIT PRO DIESEL jest przystosowany do współpracy z ośmioma wtryskiwaczami i możliwością ich niezależnego sterowania. Docelowo zakładamy, że wdrażanie systemów dwupaliwowych do pojazdów będzie wymagało coraz bardziej zaawansowanego sposobu dawkowania gazu oraz bardziej zaawansowanego montażu.
Centrala ZENIT PRO DIESEL przystosowana jest do pracy z napięciem zasilania 12 V – symbol MK-2012/12 oraz 24 V – symbol MK-2012/24. W drugim przypadku przetwornica napięcia 24/12 V zabudowana jest ,,na pokładzie” płyty głównej centrali. Standardowo centrale obsługują dwa wtryskiwacze gazowe. Program kalibracyjny oraz mapy regulacyjne dedykowane są do współpracy z konkretnym typem wtryskiwaczy – Hana 2001. Dlatego podawane w programie informacje dotyczące średniego spalania paliwa gazowego opierają się na charakterystyce tych konkretnych typów wtryskiwaczy.
Wprowadzając na rynek sterownik ZENIT PRO DIESEL, spodziewamy się zwiększenia zainteresowania zasilaniem dwupaliwowym zarówno montażystów, jak i użytkowników pojazdów ciężarowych. Nasz produkt to skuteczny system wtrysku gazu. Standard jego wykonania gwarantuje długotrwałą eksploatację.
Piotr Grabowski
specjalista ds. technicznych
Od początku rozwoju rynku autogazu w Polsce zasilanie paliwem gazowym jednoznacznie kojarzone było z silnikami z zapłonem iskrowym. Podobne właściwości paliwa LPG i benzyny pozwalały na płynne zastosowanie w jednym silniku wybranego rodzaju paliwa. Oszczędności uzyskiwane z tytułu jazdy na paliwie LPG wynoszą ok. 50% kosztów benzyny. Pomijając jednostkowe ceny litra paliwa, redukcja kosztów o połowę wydaje się być tak atrakcyjnym rozwiązaniem, że właściwie wszystkie pojazdy z silnikiem ZI powinny jeździć „na gazie”.
Inaczej przedstawia się sytuacja z montażem instalacji gazowej do silników zasilanych ON. Do niedawna takie rozwiązanie nie było brane pod uwagę, a przynajmniej dla 99% użytkowników pojazdów było czysto teoretycznym zagadnieniem. Brak zainteresowania wiązał się z przekonaniem o oszczędności silników ZS i ceną litra ON.W dziedzinie zasilania silników wysokoprężnych stosuje się bardzo zaawansowane rozwiązania techniczne pozwalające na uzyskanie stosunkowo dużej mocy przy niewielkim zużyciu paliwa. Ostatnia dekada należała więc do ,,diesla” – większość silników pozwalała na osiągnięcie kosztów eksploatacji na poziomie zasilania gazowego LPG. Idea zasilania dwupaliwowego to rozwiązanie polegające na jednoczesnym podawaniu do silnika dwóch różnych paliw. W przypadku zasilania silników ZS najbardziej rozpowszechnione jest dodawanie do ON gazu LPG lub CNG. Paliwo gazowe zapala się w cylindrze od płomienia palącego się oleju napędowego i z teoretycznych wyliczeń wynika, że wystarczy ok. 20% ON, aby następował zapłon paliwa LPG. W praktyce jednak takie proporcje są niemożliwe do uzyskania, gdyż silniki pracujące w pojazdach użytkowych poddawane są ciągłym zmianom obciążeń. Takie warunki zmuszają do pracy na mieszankach zawierających przewagę ON.
Przy zastosowaniu dodatku gazu następuje znaczne poprawienie parametrów pracy silnika poprzez wzrost mocy i momentu obrotowego. Dodatek gazu powoduje w procesie spalania znaczny wzrost ciśnienia roboczego i co za tym idzie – zwiększenie sił działających na tłok. Dla prawidłowej pracy sinika (czyli takiej, gdzie dysponujemy odpowiednią mocą i momentem obrotowym) wymagana jest proporcja ok. 75% ON i 25% LPG. Taka mieszanina daje pewność zachowania trwałości silnika oraz utrzymania jego dynamiki na odpowiednim poziomie. Proporcje te są bardzo ważne, ponieważ ich zmiana w stronę poszukiwania większych oszczędności – poprzez zwiększanie udziału paliwa gazowego w mieszance – wiąże się z możliwością wchodzenia silnika w zakresy pracy niesprzyjające zachowaniu trwałości jego podzespołów.
Ciągniki siodłowe zużywają średnio 30-35 l ON na 100 km, a w ciągu roku pokonują trasy wynoszące ponad 100 tys. km – z myślą o takich właśnie odbiorcach konstruowane są systemy zasilania dwupaliwowego. Dla właściciela floty kilku czy kilkunastu samochodów ciężarowych oszczędności po zastosowaniu domieszki gazu są równoznaczne z zakupem nowego ciągnika siodłowego. Inwestycja związana z montażem instalacji gazowej zwraca się średnio po 3-4 miesiącach użytkowania pojazdu. Przy zastosowaniu dobrze skonfigurowanej instalacji i właściwej kalibracji zasilanie dwupaliwowe daje zwiększenie komfortu jazdy poprzez lepszą dynamikę auta. Właściwa eksploatacja samochodu i odpowiedni sposób jazdy na gazie gwarantują również uzyskanie zadowalających oszczędności.
Instalacja do zasilania dwupaliwowego ZENIT PRO DIESEL
Kompletacja systemu wtrysku gazu LPG do silników ZS oparta została o wysokiej klasy podzespoły sprawdzone w układach IV generacji. Przede wszystkim są to komponenty mechaniczne: reduktory firmy Tomasetto i wtryskiwacze gazowe Hana. ECU systemu ZENIT PRO DIESEL zostało zaprojektowane i wykonane przez zespół techników Auto-Gaz Centrum. Jako producent z 16-letnim doświadczeniem, dysponując odpowiednim zapleczem technicznym oraz kadrowym, firma postawiła na znalezienie najlepszego dla montażystów rozwiązania w zakresie kalibrowania systemu. Zwrot ,,instalacje gazowe do diesla” często pojawia się jako hasło reklamowe, za którym nie zawsze idzie odpowiedni (czytaj ,,skuteczny”) pomysł pozwalający na przewidywalne i jasne dostrojenie instalacji. Z jednej strony domieszanie do paliwa niewielkiej ilości gazu wydaje się bardzo proste i realizacja tego jest rzeczywiście mało skomplikowana. Z drugiej strony, chcąc jednak osiągnąć optymalne rezultaty, potrzebne jest stworzenie właściwej mapy dawki gazu oraz ograniczenie ilości podawanego do silnika ON. Realizacja tych dwóch procesów jednocześnie jest rozwiązaniem optymalnym. Jednak dla zapewnienia prawidłowego przebiegu procesów spalania w cylindrze niezbędna jest głęboka ingerencja w układ sterowania wtryskiem paliwa. Docelowo takie właśnie założenia spełniać będzie centrala Auto-Gaz Centrum. Dla standardowej wersji systemu ZENIT PRO DIESEL przygotowane zostały praktyczne i funkcjonalne narzędzia pozwalające na osiągnięcie oczekiwanych przez montażystów oraz użytkowników efektów.
Centrala ma:
- funkcje umożliwiające zabezpieczenie silnika przed przekroczeniem bezpiecznych parametrów pracy,
- emulatory ograniczające w sposób elastyczny ilość podawanego do silnika ON,
- możliwość korzystania z różnych sygnałów pracy silnika w celu określenia właściwej dawki gazu.
W celu przybliżenia możliwości konfiguracyjnych ZENIT PRO DIESEL przedstawiamy kilka najważniejszych funkcji.
1. Parametry graniczne pracy układu gazowego (zrzut 1)
Program daje możliwość zmiennego sterowania wtryskiwaczami gazowymi. Funkcja ta pozwala dostosować ilość gazu do zapotrzebowania chwilowego silnika, co jest szczególnie istotne w przypadku zastosowania jedynie dwóch wtryskiwaczy gazu dla dużego silnika pracującego w zakresie małych prędkości obrotowych. Równie ważna jest funkcja ograniczenia maksymalnej prędkości obrotowej na zasilaniu gazowym wymagana zarówno regulaminem, jak i względami bezpieczeństwa użytkowania samochodu. Standardowo w zestawie czujników systemu znajduje się termopara pomiarowa, na podstawie której monitorowana jest temperatura spalin. W przypadku zasilania dwupaliwowego występuje niekiedy znaczny jej wzrost, co może wpływać niekorzystnie na pracę turbosprężarki. Po przekroczeniu zadanej wartości system przełącza się automatycznie na zasilanie ON do czasu uzyskania właściwej temperatury spalania.
2. Zmiana charakterystyki czujników układu zasilania ON (zrzut 2)
W systemie wprowadziliśmy możliwość zastosowania dwóch niezależnych emulatorów. Dzięki nim można zmieniać charakterystykę konkretnego czujnika w celu ograniczenia ilości podawanego ON. Emulatory dedykowane są do czujników o liniowej charakterystyce, pozwalają na płynne i elastyczne zmiany ich wskazań. Dzięki temu ingerencja w dawkowanie bazowego paliwa (oleju napędowego) staje się przewidywalna i bardzo prosta do zrealizowania dla montażysty.
Podczas kalibracji systemu istnieje możliwość podglądu wartości zmienianych sygnałów oraz sprawdzenie skuteczności działania emulatora poprzez niezależne jego załączenie.
3. Mapy dawek gazu (zrzut 3)
Do określania ilości podawanego do silnika gazu służą bazowe mapy. Na nich zapisane są czasy otwarcia wtryskiwaczy gazowych. Występuje kilka rodzajów, opartych na wskazaniach TPS (położenia pedału gazu), wartości RPM lub obciążenia silnika – MAP. Dzięki temu montażysta zyskuje więcej możliwości w doborze odpowiedniego sposobu podawania gazu.
Wszystkie wartości na mapie można dowolnie zmieniać. Możliwe jest korygowanie zakresu wartości sygnału TPS lub RPM w danych przedziałach w celu indywidualnego dopasowania do pojazdu. Edycja punktów mapy możliwa jest z poziomu klawiatury (bezpośrednia zmiana wartości w wybranych oknach), jak również poprzez korzystanie z panelu modelującego większe obszary mapy. Dostępne są następujące opcje:
- ,,Wyrównaj całość” – system automatycznie dokonuje przeliczenia całej mapy;
- ,,Wyrównaj obszar” – po zaznaczeniu danego obszaru (jednego lub kilku pól) i włączeniu funkcji następuje wyrównanie wartości w sąsiednich polach;
- ,,Uśrednij obszar” – funkcja ta pozwala na uśrednienie wartości znajdujących się w polach zaznaczonego obszaru.
Podsumowując, należy wspomnieć o możliwościach centrali przewidzianych w przypadku stosowania jednego wtryskiwacza na jeden cylinder. ZENIT PRO DIESEL jest przystosowany do współpracy z ośmioma wtryskiwaczami i możliwością ich niezależnego sterowania. Docelowo zakładamy, że wdrażanie systemów dwupaliwowych do pojazdów będzie wymagało coraz bardziej zaawansowanego sposobu dawkowania gazu oraz bardziej zaawansowanego montażu.
Centrala ZENIT PRO DIESEL przystosowana jest do pracy z napięciem zasilania 12 V – symbol MK-2012/12 oraz 24 V – symbol MK-2012/24. W drugim przypadku przetwornica napięcia 24/12 V zabudowana jest ,,na pokładzie” płyty głównej centrali. Standardowo centrale obsługują dwa wtryskiwacze gazowe. Program kalibracyjny oraz mapy regulacyjne dedykowane są do współpracy z konkretnym typem wtryskiwaczy – Hana 2001. Dlatego podawane w programie informacje dotyczące średniego spalania paliwa gazowego opierają się na charakterystyce tych konkretnych typów wtryskiwaczy.
Wprowadzając na rynek sterownik ZENIT PRO DIESEL, spodziewamy się zwiększenia zainteresowania zasilaniem dwupaliwowym zarówno montażystów, jak i użytkowników pojazdów ciężarowych. Nasz produkt to skuteczny system wtrysku gazu. Standard jego wykonania gwarantuje długotrwałą eksploatację.
Piotr Grabowski
specjalista ds. technicznych
Komentarze (0)