– ekologia w parze z ekonomią

Ograniczenie emisji szkodliwych składników spalin jest jednym z podstawowych zadań działów rozwoju firm motoryzacyjnych. Jest to także związane ze zmniejszaniem zużycia paliwa, co jest z pewnością bardzo ważne dla każdego z nas. Tym bardziej, jeśli samochód wyposażono w niewielką jednostkę napędową, gwarantującą bardzo niski poziom emisji i ograniczenie kosztów utrzymania związanych z obniżeniem zużycia paliwa. Jeśli dodatkowo zastosujemy tanie paliwo, to efekt będzie tym bardziej widoczny.

Taki samochód przygotował w ostatnim okresie koncern Fiat, znany od lat ze stosowania w swoich pojazdach ekologicznych napędów. Koncern dostarczył na rynek ponad 40 tys. pojazdów rodziny Natural Power. Tym razem ekologiczny, gazowy układ napędowy zastosowano w samochodzie Fiat Panda. Samochód jest dostępny właściwie od początku zeszłego roku. Jest to pierwszy tej klasy pojazd napędzany sprężonym gazem ziemnym. Zostało to już docenione na rynku niemieckim. Pojazd przeszedł niezależne testy przeprowadzone przez ADAC, mające na celu sprawdzenie własności ekologicznych, jak również generowanych korzyści ekonomicznych. W ramach rankingu Eco Test Panda Natural Power została oceniona czterema gwiazdkami i osiągnęła 72 punkty w klasyfikacji. Kolejny test miał na celu ocenę oszczędności, jaką można uzyskać w eksploatacji pojazdu. Tutaj również Panda Natural Power była bezkonkurencyjna, uzyskała największy zasięg przy zatankowaniu paliwa za 10 euro.



Schemat zabudowy gazowego układu zasilania Metafuel firmy Metatron w samochodzie Fiat Panda Natural Power: 1-butle z metanem, 2-zawór tankowania metanu, 3-przełącznik rodzaju zasilania, 4-przewody metanu, 5-regulator ciśnienia, 6-elektroniczne urządzenie sterujące, 7-kolektor rozdziału metanu, 8-zbiornik benzyny.

Takie wyniki to oczywiście zasługa konstrukcji pojazdu i jego układu napędowego. Jako bazę do zbudowania samochodu przyjęto model z napędem na cztery koła. W ten sposób wygospodarowano w przestrzeni pod podłogą miejsce na dwa zbiorniki gazu o łącznej pojemności geometrycznej 72 dm3. Jeden z nich jest umieszczony wzdłuż, w tunelu wału napędowego, drugi znajduje się w tylnej części pod podłogą bagażnika (prostopadle do osi pojazdu). Jest ona pozbawiona wnęki koła zapasowego (pojazd wyposażono w zestaw do naprawy ogumienia). Dzięki temu samochód ma tak samo funkcjonalne wnętrze jak zwykła Panda (bagażnik o pojemności 206 dm3 po rozłożeniu siedzeń 800 dm3). Liczbę miejsc ograniczono jednak do 4 z uwagi na zwiększenie masy pojazdu wynikające z zamontowania ww. ciężkich, grubościennych butli stalowych do magazynowania CNG. Taka pojemność butli pozwala na zgromadzenie około 12 kg gazu ziemnego (około 16 m3 tego paliwa, sprężonego do 20 MPa). Zapewnia to możliwość przejechania dystansu od 210 km (miasto) do 310 km (eksploatacja pozamiejska). Każda z butli jest wyposażona w zespolony zawór, zapewniający bezpieczeństwo ich eksploatacji. Oprócz elektrozaworu otwierającego przepływ gazu przy pracującym silniku, zawór zawiera również: zawór bezpieczeństwa wycechowany na 30 MPa, po wzroście ciśnienia wewnątrz butli powyżej tego ciśnienia następuje upuszczanie gazu do atmosfery, zawór ogniowy (topikowy) upuszcza gaz do atmosfery przy wzroście temperatury płaszcza zbiornika powyżej 110OC (zabezpieczenie na wypadek pożaru samochodu), zawór nadmiernego wypływu, zabezpieczający układ przed nadmiernym wypływem gazu w przypadku uszkodzenia przewodów ciśnieniowych pomiędzy butlami a regulatorem ciśnienia (jest on umieszczony wewnątrz butli zapewniając działanie również w przypadku uszkodzenia korpusu zaworu w czasie wypadku), zawory ręczne (robocze), które zapewniają odcięcie dopływu gazu z butli do regulatora ciśnienia, umożliwiając wykonanie czynności serwisowych. Zawory te są dostępne z zewnątrz samochodu (butla umieszczona wzdłuż samochodu ma zawór w tylnej części, natomiast butla umieszczona z tyłu ma zawór umieszczony od strony lewego koła).



Tankowanie Pandy Natural Power to czysta przyjemność, do pełna za niewiele ponad 30 zł. Za tę kwotę można przejechać około 200 km po mieście, co daje koszt przejechania kilometra na poziomie 15 gr. Podobny koszt za kilometr przy obecnych cenach można uzyskać, wykorzystując LPG i mając do dyspozycji ogromną sieć stacji tankowania. Koszt samochodu Panda Natural Power jest około 10 tys. zł większy niż benzynowej Pandy 1,2. Koszt adaptacji na zasilanie LPG jest około 4-krotnie niższy, zatem wnioski są dość oczywiste. Również w stosunku do Pandy 1,3 Multijet wersja Natural Power jest 10 tys. zł droższa, co przy obecnych proporcjach w cenach paliw stawia diesla na lepszej pozycji.

Oprócz butli CNG samochód ma klasyczny, benzynowy układ paliwowy ze standardowym zbiornikiem Pandy 4x4 (pojemność 30 dm3). Pozwala to na przejechanie ponad 550 km. Zatem pojazd zapewnia bez tankowania zasięg ponad 800 km z wykorzystaniem zapasu obu paliw. Przy niezbyt rozwiniętej sieci stacji sprężania gazu ziemnego jest to bardzo duża zaleta samochodu, który z wykorzystaniem benzyny jest w stanie dotrzeć do stacji CNG.



We wnętrzu, po lewej stronie w dolnej części tablicy przyrządów zamontowano przełącznik rodzaju zasilania.

Układ paliwowy działa w pełni automatycznie, tzn. jeśli przełącznik rodzaju zasilania (umieszczony w kabinie) jest cały czas w pozycji “gaz” samochód uruchamia się na benzynie i automatycznie przełączając się na zasilanie gazem (w temperaturach poniżej -10OC czas przełączenia na zasilanie gazem wydłuża się z uwagi na konieczność osiągnięcia przez regulator ciśnienia odpowiedniej temperatury - ogrzewany z układu chłodzenia silnika). Po wyczerpaniu zapasu CNG silnik przełącza się na zasilanie benzyną.



Zawór na butli do magazynowania CNG z widocznym pokrętłem (żółte u dołu), pozwalającym na ręczne zamknięcie dopływu gazu do regulatora ciśnienia, w górnej części widoczna cewka elektrozaworu.

Z uwagi na uruchamianie silnika na benzynie, należy dbać o poziom paliwa w zbiorniku. Jego brak oznacza niemożność uruchomienia silnika i możliwość uszkodzenia pompy, która jest smarowna i chłodzona paliwem. Jazda z bardzo niskim poziomem paliwa (rezerwa) w dłuższym okresie może także doprowadzać do chwilowej pracy pompy “na sucho”, co przyczynia się do jej nadmiernego zużycia i w konsekwencji uszkodzenia. Przypomnijmy, że uszkodzenie pompy jest jedną z częstszych awarii samochodów zasilanych gazem (zarówno LPG, jak i CNG), które bywają przedmiotem sporów w zakresie odpowiedzialności gwarancyjnej. Jednak w takich przypadkach odpowiedzialność praktycznie zawsze spada na użytkownika, ponieważ uszkodzenie pompy wynika z jego zaniedbania (czasami również z jakości paliwa).
Możliwe jest również ręczne przełączenie zasilania z CNG na benzynę (jeśli jest taka potrzeba). W tym celu należy przestawić przełącznik w pozycję “benzyna”. Warunkiem ręcznego przełączenia jest prędkość obrotowa silnika poniżej 2000 obr./min.



Komora silnika z widocznym regulatorem ciśnienia (gumowe węże doprowadzają ciecz chłodzącą). Obsługa pojazdu odbywa się co 20 tys. km. W odróżnieniu od wersji benzynowej luz zaworowy należy kontrolować przy okazji każdego przeglądu (benzynowy silnik 1,2 wymaga tej czynności co 40 tys. km).

Przełącznik rodzaju zasilania zawiera również wskaźnik poziomu gazu w zbiorniku (5 diod, w tym 4 zielone i jedna żółta wskazująca rezerwę i konieczność zatankowania paliwa gazowego). W samochodzie wykorzystano znany fiatowski silnik o pojemności skokowej 1242 cm3, który przy stopniu sprężania 9,8 osiąga moc 38 kW przy 5000 obr./min przy zasilaniu CNG oraz 44 kW przy takiej samej prędkości obrotowej na benzynie. Momenty obrotowe wynoszą odpowiednio 88 Nm przy 3000 obr./min na gazie i 102 Nm przy 2500 obr./min na benzynie. Jednostka napędowa zapewnia samochodowi prędkość maksymalną 140 km/h na metanie, 148 km/h przy zasilaniu benzyną. Wersja benzynowa z silnikiem 1,2 zapewnia prędkość maksymalną 155 km/h. Niższa prędkość i mniejsze przyspieszenie do 100 km/h (16 s w porównaniu do 14 s wersji 1,2) wynika z mniejszej mocy jednostki napędowej oraz wymienionej wcześniej większej masy pojazdu, która wynosi 1140 kg w porównaniu do 860 kg wersji wyłącznie benzynowej. Samochód nie jest również przystosowany do ciągnięcia przyczepy. Nie wynika to z masy (wersja 4x4 ma podobną masę i może ciągnąć przyczepę do 900 kg), lecz z konstrukcji tylnej części pojazdu, w której nie ma możliwości zamocowania haka (zbiornik gazu pod podłogą bagażnika i zamontowany tuż pod zderzakiem tłumik - prostopadle do osi pojazdu). Silnik jest zasilany za pomocą układu gazowego Metafuel, którego wytwarzaniem obecnie zajmuje się włoska firma Metatron, wcześniej układ był firmowany znaną marką Tartarini. Wszystkie Fiaty wykorzystują od lat ten system zasilania, korzysta z niego również Iveco w swoim gazowym Daily. Metafuel jest wielopunktowym, sekwencyjnym, fazowym systemem wtryskowym. Wtryskiwacze gazowe są umieszczone w poszczególnych kanałach dolotowych w dolnej części. Pod kolektorem dolotowym jest zamocowany kolektor rozdziału metanu, który zasila poszczególne wtryskiwacze. Paliwo trafia do kolektora z regulatora ciśnienia, który obniża je z wartości 20 MPa (ciśnienie panujące w butlach) do poziomu 0,09 MPa (9 barów). Dla prawidłowego działania jest on ogrzewany cieczą z układu chłodzenia silnika. Układ jest nadzorowany przez elektroniczne urządzenie sterujące, które na podstawie sygnałów z czujników na silniku oraz czujnika tlenu (sondy lambda) w układzie wylotowym dobiera stechiometryczny skład mieszanki gazowo-powietrznej. Dzięki temu silnik spełnia wymagania Euro4 (emisja CO2 przy zasilaniu metanem wynosi 114 g/km w porównaniu do 146 g/km przy zasilaniu benzyną).