Z uwagi na specyficzne własności gazu propan-butan, do zabezpieczania samochodowych instalacji gazowych stosuje się wiele urządzeń, z których najważniejsze są te montowane na zbiorniku. Nazywane są one jego osprzętem.
Osprzęt samochodowych zbiorników gazowych może być zespolony (typ włoski) lub rozdzielony (typ holenderski). Na naszym rynku obserwuje się oba rodzaje urządzeń, z wielką przewagą osprzętu typu włoskiego, który jest w zasadzie standardem w naszych warunkach (przede wszystkim ze względu na koszty). Osprzęt rozdzielony istnieje w Polsce z uwagi na import samochodów używanych, które jeżeli były na swych macierzystych rynkach wyposażone w gazowe układy zasilające, to na zbiornikach znajduje się taki typ armatury. Jak same nazwy wskazują typy armatur zbiorników różnią się pomiędzy sobą. Typ włoski to popularny wielozawór, który łączy w jednej zwartej obudowie kilka zaworów. Każdy z nich pełni osobną, bardzo ważną funkcję w zbiorniku. Typ holenderski to także klilka zaworów, dokładnie takich samych jak w wielozaworze, jednak są one mocowane w specjalnej płycie armaturowej będącej częścią zbiornika (zbiorniki stosowane do obu typów armatury są zupełnie inne i niezamienne). W ten sposób każdy zawór jest osobnym urządzeniem. Dzięki temu można uzyskać większą precyzję ich działania oraz co najważniejsze, zwiększyć w nich pola przekroju kanałów. W ten sposób zwiększa się np. wydajność zaworu bezpieczeństwa, która jest ściśle uzależniona od powierzchni zbiornika. Stanowi to np. ograniczenie stosowania wielozaworów typu włoskiego w takich zbiornikach z uwagi na niemożność uzyskania w tego rodzaju osprzęcie wymaganej wydajności (mała ilość miejsca w głowicy wielozaworu nie pozwala na uzyskanie wymaganego przekroju kanału. Osprzęt typu rozdzielonego eliminuje tę niedogodność.
Na naszym rynku (od początku jego rozwoju) w nowo montowanych instalacjach występują powszechnie wielozawory, więc na ich przykładzie zaprezentujemy istotę działania wszystkich zawartych w nich zaworów. Osprzęt zbiornika gazu to wielozawór montowany w zbiorniku oraz zawór tankowania. Dzięki tym urządzeniom zapewnione jest odpowiednie bezpieczeństwo eksploatacji samochodowej instalacji gazowej. W zaworze tankowania znajduje się zawór zwrotny uniemożliwiający wypływ gazu po odłączeniu pistoletu do tankowania. Zawór ten jest dodatkowo zdublowany w wielozaworze. Wielozawór, jak sama nazwa wskazuje, spełnia w zbiorniku wiele ważnych funkcji, zatem w jego skład wchodzi kilka urządzeń zamontowanych w jednej obudowie (głowicy). Są to:
- wskaźnik poziomu paliwa. Jest to wskaźnik, w którym ruch pływaka jest przenoszony na wskazówkę przez oddziaływanie magnetyczne – tak aby wyeliminować kolejne uszczelnienie mogące być potencjalnym powodem pojawiania się nieszczelności. Wskazanie tego urządzenia ma charakter wyłącznie orientacyjny. Zgodnie z przepisami zbiornik w pojeździe musi być tak umieszczony, aby umożliwić łatwy odczyt stanu jego napełnienia (aby w sytuacjach awaryjnych służby ratownicze mogły ocenić skalę zagrożenia);
- ręcznie sterowany zawór napełniania, który odcina przepływ paliwa pomiędzy zaworem tankowania a zbiornikiem;
- ręcznie sterowany zawór wypływu (zawór roboczy), który odcina dopływ gazu ze zbiornika do komory silnikowej – reduktora parownika. Jest on wykorzystywany głównie w pracach serwisowych gdy wymagane jest rozszczelnienie instalacji wysokiego ciśnienia, np. przy wymianie filtra w elektrozaworze gazowym. Często wypływ i tankowanie są zamykane za pomocą jednego zaworu – w wielozaworze jest jedno pokrętło;
- urządzenie ograniczające stopień napełniania zbiornika do 80% jego pojemności “wodnej” – geometrycznej. Urządzenie to nie musi zapewniać całkowitego odcięcia dopływu, dopuszcza się przesączanie gazu 1 dm3/min. Konieczność stosowania tego zaworu jest konsekwencją własności LPG, który podlega zjawisku rozszerzalności cieplnej. Zatem pozostawienie w zbiorniku 20 procentowej poduszki gazowej daje możliwość zmiany objętości LPG w funkcji temperatury. I tak w temperaturze -15°C ciśnienie w zbiorniku wynosi 0,1 MPa, przy temperaturze +15°C ciśnienie wzrasta do 0,4 MPa a w temperaturze +50°C ciśnienie to ma już wartość 1,5 MPa. W temperaturze 15°C z 1 dm3 ciekłej mieszaniny LPG uzyskuje się 242 dm3 tego paliwa w stanie gazowym. Dlatego zbiornik paliwa gazowego w samochodzie powinien być możliwie jak najbardziej odizolowany od wpływu promieniowania słonecznego. Odpowiednie działanie tego zaworu jest możliwe tylko w przypadku właściwego ustawienia zbiornika gazu (szczególnie walcowego). Oś kołnierza wielozaworu musi być ustawiona pod odpowiednim kątem do poziomu (zwykle 30 stopni). Kąt ten jest zawsze podany w dokumentacji wielozaworu, a często jest również wytłoczony na jego obudowie. W przypadku zbiorników toroidalnych (montowanych w miejscu koła zapasowego) ważne jest poziome ustawienie zbiornika;
- zawór ograniczający nadmierny wypływ gazu, tutaj także dopuszcza się przesączanie do 1 dm3/min. Ze względu na sposób działania często jest on nazywany zaworem kinetycznym lub dynamicznym. Reaguje on na zbyt szybki, przekraczający zapotrzebowanie silnika, wypływ gazu króćcem wylotowym. Sytuacja taka ma miejsce w czasie przerwania lub odłączenia przewodu zasilającego, który umieszczony pod samochodem może być narażony na tego typu uszkodzenie, dlatego ważne jest jego przemyślane ułożenie np. na pionowych ścianach podłużnic. Dzięki temu nawet w przypadku zawadzenia podwoziem o przeszkodę gazowy przewód zasilający pozostaje nieuszkodzony. Różnica ciśnień powodująca zadziałanie zaworu jest wieksza od 100 kPa, natomiast przepływ gazu powodujący zadziałanie tego urządzenia nie przekracza 7-8 dm3/min. Zawór działa na zasadzie porywania przez szybko przepływajacy gaz kulki, która dociskana do gniazda zamyka przepływ. Zmniejszenie przepływu powoduje cofnięcie kulki do normalnego położenia i sytuacja się powtarza cyklicznie do momentu, gdy gaz jest w zbiorniku lub do chwili zatrzymania jego wypływu ze zbiornika przez zakręcenie zaworu roboczego lub samoczynne zamknięcie elektrozaworu po zaniknięciu sygnału pracującej cewki zapłonowej:
- zawór zwrotny (jednokierunkowy), znajdujący się na przewodzie tankującym, który nie pozwala na wypływ gazu w kierunku zaworu tankowania;
- zawór bezpieczeństwa (dotyczy wszystkich wielozaworów montowanych od 1 kwietnia 2002 r.). Zawory te są cechowane na ciśnienie 2,5 MPa 0,1;
- zawór ogniowy, który otwiera się (przez stopienie) po osiągnięciu przez płaszcz zbiornika temperatury 100°C. Jest on wymagany z wielozaworach, w których zastosowany nadciśnieniowy zawór bezpieczeństwa ma wydajność mniejszą od 17,7 m3/min. Zawór ten jest kolejnym bardzo istotnym urządzeniem, którego prawidłowe działanie zapewnia bezpieczeństwo w sytuacjach ekstremalnych, np. pożar samochodu. Jego stosowanie jest związane z gwałtownym zmniejszaniem się własności wytrzymałościowych materiału zbiornika wraz ze wzrostem jego temperatury. Dlatego przy bardzo szybkim wzroście temperatury, nadciśnieniowy zawór bezpieczeństwa może nie nadążyć upuszczać gaz ze zbiornika (wspomniana wcześniej graniczna wydajność), co może doprowadzić do odkształcenia lub rozerwania zbiornika. Zapobiega temu właśnie zawór ogniowy wspomagając zawór bezpieczeństwa przez upuszczanie ze zbiornika paliwa. Dzięki temu następuje zmniejszenie jego ciśnienia wewnątrz zbiornika. Oba zawory muszą mieć kontakt wyłącznie z przestrzenią zbiornika wypełnioną fazą gazową, dlatego w nowych wielozaworach do zbiorników toroidalnych pojawiły się rurki o średnicy od 16 do 18 mm, których koniec znajduje się zawsze w najwyższym punkcie zbiornika. Pobieranie do tych zaworów fazy gazowej jest konieczne ze względu na możliwość ich zamarznięcia w sytuacji gdyby uchodził przez nie gaz płynny. Sytuacja taka doprowadziłaby do niebezpiecznego zmniejszenia pola przekroju kanałów, a tym samym zmniejszenia wydajności zaworów. Zaworem, którego stosowanie jest wymagane od 1 kwietnia 2002 r. (wprowadzenie poprawki 01 do regulaminu 67 EKG ONZ – określającego wymagania odnośnie poszczególnych zespołów samochodowych instalacji gazowych) jest elektrozawór sterowany impulsem z cewki zapłonowej. Sterowanie nim jest niezależne od woli kierowcy. Zawór otwiera się w momencie uruchomienia silnika (odczytując sygnał pracującej cewki zapłonowej lub sygnał czujnika obrotów) i zamyka w sytuacji, gdy silnik nie pracuje (także w sytuacjach awaryjnych np. wypadek drogowy – brak impulsu pracującej cewki zapłonowej). W ten sposób na drodze gazu do komory silnikowej znajdują się dwa zawory elektromagnetyczne (jeden na zbiorniku, a drugi w komorze silnika tuż przed reduktorem, a ostatnio często w reduktorze – w przypadku stosowania tzw. reduktorów zintegrowanych). Bardzo ważne jest również podłączanie elektryczne tych elektrozaworów. Przewód sterujący jest prowadzony oczywiście od elektronicznej centrali układu gazowego. Aby obwód mógł być zamykany, trzeba do drugiego styku doprowadzić masę pojazdu. Zgodnie z przepisami przez żaden element instalacji, w którym znajduje się gaz, nie może płynąć prąd elektryczny. Zatem zgodnie z tym zapisem nie można podłączać masy pod którąkolwiek ze śrub mocujących wielozawór czy zbiornik, lecz należy poprowadzić oddzielny przewód np. od masy nadwozia. Czasami np. w wielozaworach firmy BRC jest umieszczony jeszcze jeden zawór służący do opróżnienia zbiornika z paliwa w celach serwisowych lub sytuacjach awaryjnych.
Cały wielozawór jest umieszczony w specjalnej, gazoszczelnej obudowie (zasobnik częściowy), która jest połączona z atmosferą przez przewody wentylacyjne wyprowadzone pod podłogę samochodu. W razie rozszczelnienia wielozaworu wydobywający się przez nieszczelności gaz jest usuwany poza wnętrze samochodu nie stwarzając zagrożenia dla kierowcy i pasażerów.
Oczywiście każdy wielozawór oprócz pozycji pracy (kąt o którym wcześniej była mowa) musi być geometrycznie dobrany do danego zbiornika, tzn. w przypadku zbiorników walcowych do średnicy zbiornika, a w przypadku torusa przede wszystkim do jego wysokości. Dobór wielozaworu jest oczywiście sprawą warsztatu montującego i od tej czynności zależy poprawność działania poszczególnych zaworów.
Wielozawór zawsze jest umieszczony w specjalnej gazoszczelnej obudowie wentylowanej za pomocą widocznych grubych węży, których ujścia znajdują się pod samochodem.
Widok wielozaworu do zbiornika walcowego:
1-sztywna rurka do pobierania paliwa gazowego, 2-dłuższe ramię pływaka w stosunku do wielozaworu toroidalnego, 3-uszczelnienie wielozaworu na kołnierzu zbiornika, 4-zawór ogniowy, 5-kurek sterujący zaworem roboczym, 6-sprężyna nadciśnieniowego zaworu bezpieczeństwa, 7-króciec łączony z przewodem tankującym, 8-króciec, którym gaz wypływa do komory silnika.
Wielozawór do zbiornika toroidalnego:
1-pływak sterujący wskaźnikiem poziomu paliwa i zaworem 80%, 2-rurka (której koniec jest zawsze w górnej części zbiornika) pobierająca fazę gazową do zaworów: bezpieczeństwa i ogniowego, 3-zawór ogniowy, 4-kurek sterujący zaworem roboczym, 5-cewka elektrozaworu zamykającego samoczynnie (po zaniku sygnału z pracującej cewki zapłonowej) wypływ gazu ze zbiornika, 6-wskaźnik poziomu paliwa, 7-rurka pobierająca płynny gaz kierowany do reduktora w komorze silnika. Ujście zaworu bezpieczeństwa jest niewidoczne i znajduje się pod wskaźnikiem poziomu paliwa.
Komentarze (0)