W minionym roku paliwa alternatywne, a w szczególności LPG, cieszyły się stosunkowo dużym zainteresowaniem ze strony użytkowników pojazdów. Zainteresowanie to zwiększyło czas oczekiwania na montaż instalacji w uznanych, dobrych warsztatach, szczególnie w okresie poprzedzającym wakacyjne wyjazdy.

Wzrost zainteresowania paliwami gazowymi spowodowany był również zmniejszającym się udziałem pojazdów napędzanych silnikami wysokoprężnymi. Zasadniczą przyczyną zmiany tego udziału są negatywne doświadczenia eksploatacyjne oraz rzetelna wiedza o ponoszonych, rzeczywistych kosztach eksploatacji tych pojazdów.
Z końcem ubiegłego roku wystąpiły poważne i dokuczliwe dla użytkowników pojazdów zasilanych LPG problemy pogorszenia jakości paliwa gazowego. Były one widoczne co prawda wcześniej, jednak ostatnie miesiące minionego roku dla wielu aktywnych warsztatów z południa Polski były okresem intensywnej pracy związanej ze skutkami zanieczyszczeń zawartych w paliwie gazowym.
Wiele ciężkich frakcji zawartych w paliwie, wytrącających się w czasie odparowywania gazu, skutecznie zaklejało wtryskiwacze gazowe, niezależnie od ich konstrukcji, producenta oraz funkcji programowych sterownika. Do zakresu czynności obsługowych dołączyły więc i te, które obejmowały czyszczenie lub wymianę wtryskiwaczy. Ponadto niskie temperatury i stosunkowo częste przejścia przez 0°C, które minionej zimy utrzymywały się dość długo, ograniczyły przyjemność z eksploatacji instalacji gazowej. Każdego poranka, przy pierwszej zmianie paliwa zasilającego silnik, użytkownicy odczuwali problemy z niewłaściwą jego pracą. Dla dobrze zorientowanych pewną pomoc stanowiły umiejętnie stosowane dodatki uszlachetniająco-czyszczące, wytwarzane przez producentów chemii motoryzacyjnej. Ich oferta w ubiegłym roku znacznie się zwiększyła i są wśród nich również środki przeznaczone do każdego z elementów systemu zasilania (reduktor, listwa wtryskiwaczy oraz kompleksowo – zbiornik paliwa). W wielu przypadkach wykorzystanie środków chemicznych pozwalało uniknąć czasochłonnego demontażu zabrudzonych elementów, czy też ich wymiany – umożliwiając skuteczne oczyszczenie.
Procedura czyszczenia wtryskiwaczy w trakcie pracy silnika trwa około 15 minut. Przewiduje ona chwilowe zastąpienie filtra fazy lotnej specjalnym urządzeniem, do którego wprowadzamy środek czyszczący i następnie uruchamiamy silnik. Podczas pracy na paliwie gazowym następuje dawkowanie mieszanki odparowanego gazu wraz z aktywnym środkiem czyszczącym – zapewnia to wyeliminowanie lepkich substancji, powodujących sklejanie się tłoczków wtryskiwaczy w gniazdach. Inny rodzaj środków pozwala na usunięcie zanieczyszczeń reduktora lub równocześnie zbiornika i regulatora ciśnienia. Mając na uwadze niekorzystne zmiany w jakości paliwa gazowego, wprowadzenie tych środków do obsługi międzyokresowej wydaje się celowe.

System sekwencyjnego wtrysku paliwa gazowego

Najpopularniejszy obecnie sposób zasilania silnika paliwem gazowym – tzw. system sekwencyjnego wtrysku – już jakiś czas temu osiągnął pewien poziom doskonałości, gwarantujący możliwość jego zastosowania w praktycznie każdej współczesnej jednostce napędowej. Modyfikacje, z jakimi się spotykamy, to najczęściej minimalne zmiany obejmujące wprowadzenie dodatkowych funkcjonalności, takich jak zintegrowanie w jednej obudowie urządzeń, które w niektórych przypadkach stosowane były jako dodatkowe wyposażenie (emulatory), czy też wprowadzenie dodatkowych opcji w oprogramowaniu sterownika – odpowiadając na zmiany systemów zasilania lub też zapotrzebowanie ze strony klienta.
Producenci systemów zasilania już jakiś czas temu dostrzegli potencjał drzemiący w pojazdach hybrydowych, których adaptacja do alternatywnego zasilania gazem sprawia, że z punktu widzenia ekonomicznego stają się bezkonkurencyjne. Stąd też, w niektórych oprogramowaniach możemy odnaleźć takie opcje, jak specjalne zarządzanie fazami uruchamiania silnika na paliwie gazowym przeznaczone dla pojazdów hybrydowych.
Pomimo że w warsztatach montażowych rzadziej spotykamy pojazdy z dużymi jednostkami napędowymi, samochody z grupy JEEP stanowią ciekawe wyzwanie. Szeroka gama modeli przewiduje zarówno „małe” i ekonomiczne jednostki 4-cylindrowe, jak i widlaste 6- i 8-cylindrowe z prawdziwym amerykańskim rodowodem. Silniki HEMI, reprezentujące pozornie starą konstrukcję, przewidującą raptem dwa zawory na cylinder, są w stanie zapewnić satysfakcjonujące osiągi połączone z doskonałym brzmieniem. Jednostki te idealnie spisują się na paliwie gazowym, nawet w najmocniejszych wersjach oznaczanych magicznym skrótem SRT. Nierzadko zdarza się, że te wyszukane modele znajdują nabywców zainteresowanych zadowalającą mocą, jak i ekonomiczną eksploatacją – tym samym, opuszczając salon, doposażone w instalację zasilającą alternatywnie LPG.
Niewątpliwym przebojem wśród nowych pojazdów były w minionym roku Fiaty Tipo wyposażone w fabryczną instalację LPG. Pojazdy te skusiły zagorzałych zwolenników Fiata do powrotu i ponownego wyboru paliwa LPG.

Nowe rozwiązania

Wśród wtryskiwaczy gazowych dla systemów sekwencyjnego wtrysku paliwa gazowego każdy z producentów rozwija i udoskonala swoje produkty. W przypadku rynku polskiego na uwagę zasługuje konstrukcja koreańska – HANA – doceniana za dokładność dawkowania, cichą pracę oraz bezawaryjność. Doczekała się ona polskiej konkurencji. Wtryskiwacz jest niewątpliwie jednym z istotniejszych elementów sekwencyjnego wtrysku paliwa gazowego, co z upływem lat zostało zrozumiane zarówno przez zakłady montażowe, jak i użytkowników końcowych dokształcających się nierzadko na wszelakich forach internetowych. Klient jest zatem często skłonny zapłacić za usługę montażu więcej, tak aby pozwolić montażyście właściwie i nieoszczędnie skompletować zestaw. Zasadnicze wymagania stawiane wtryskiwaczom to:
• liniowość charakterystyki wydatku w jak najszerszym zakresie,
• szybka odpowiedź – możliwie jak najkrótszy czas otwarcia i zamknięcia,
• trwałość – na poziomie gwarantującym przebieg przynajmniej 100 tys. km,
• niska hałaśliwość.
Spełnienie tych wszystkich warunków równocześnie staje się problemem, przed którym stają producenci. Do niedawna jednym z nielicznych dostawców wpisujących się w pomyślną realizację powyższego planu był wspomniany producent koreański, jednak miniony okres zimowy, który obdarzył nas bogatym składem chemicznym paliwa gazowego, sprawił, że w naszych warunkach radykalnie została obniżona trwałość tych wtryskiwaczy, powodując konieczność działań serwisowych.
Piąta generacja systemu zasilania, czyli najbardziej zaawansowany technicznie produkt (wtrysk gazu w fazie ciekłej), stanowi ciekawą alternatywę dla coraz szerszej grupy wymagających klientów. Podobnie jak w przypadku 4. generacji, klient finalny coraz częściej oczekuje nie tylko korzystnej ceny, lecz także jakości. Wtrysk LPG w fazie ciekłej niesie wiele istotnych zalet:
• eliminuje konieczność odparowania paliwa gazowego – tym samym nie jest konieczny reduktor, który musi być dopasowany dokładnie do zapotrzebowania jednostki napędowej,
• skraca istotnie czas potrzebny na zmianę zasilania przy niskich temperaturach otoczenia, a także w jednostkach napędowych, w których w wyniku zastosowania elektrycznych pomp cieczy chłodzącej lub też opóźnionego przepływu cieczy w małym obiegu, reduktor w systemie 4. generacji nagrzewa się relatywnie wolno,
• zmniejsza zużycie benzyny,
• daje możliwość uzyskania lepszych osiągów dzięki polepszeniu napełnienia cylindra w wyniku odparowania LPG w kolektorze i odbioru ciepła z kanału dolotowego.
System LiquidSI to niewątpliwie rozwiązanie dojrzałe i rozwijane w sposób ciągły. Pomimo skomplikowanych procedur zapewniających eliminację niekorzystnych korków parowych w przewodach zasilających, które uniemożliwiają realizację tzw. ciepłego startu silnika na LPG, producent pozwolił na zaimplementowanie dodatkowych procedur i zapewnił możliwość przystosowania do silników z systemem start-stop.
Badania przeprowadzone przez autora pozwoliły rzucić nowe światło na korzyści płynące z wykorzystania LPG w fazie ciekłej. W trakcie przeprowadzonych prób stwierdzono, że poza większą mocą silnika alternatywnie zasilanego ciekłym gazem możliwe staje się także zredukowanie zużycia paliwa gazowego w porównaniu do zasilania systemem wtrysku w fazie odparowanej. Równocześnie należy zauważyć istotne zmniejszenie zapotrzebowania na paliwo benzynowe w fazie nagrzewania silnika szczególnie w okresie zimowym. Maksymalny czas potrzebny w systemie ciekłego wtrysku gazu, w przypadku temperatur otoczenia poniżej –20°C standardowo nie przekracza bowiem 250 s.

Bezpośredni wtrysk paliwa benzynowego

Z roku na rok wśród pojazdów na rynku wtórnym zauważalny jest coraz większy udział silników z bezpośrednim wtryskiem benzyny. Konieczne staje się więc posiadanie rozwiązania pozwalającego na relatywnie uniwersalne podejście do aspektu konwersji takich silników na zasilanie gazowe. Mowa o najpopularniejszym z rozwiązań, obejmującym wtrysk gazu w fazie odparowanej wraz z towarzyszącym dotryskiem benzyny zabezpieczającym żywotność zlokalizowanych w komorze spalania wtryskiwaczy. Pomijając szczególne, znane i kłopotliwe jednostki napędowe, przyjąć można, że osiągnięty został w tej dziedzinie poziom rozwoju dający możliwość relatywnej uniwersalności systemu, pomimo że producenci wzbraniają się z taką deklaracją i zastrzegają możliwość oficjalnej adaptacji jednostek jedynie przebadanych i zamieszczonych na magicznych listach aplikacji. Przykładową konfigurację takiego systemu dla silnika 4-cylindrowego oparto na trzech różnych sterownikach przewidujących odmienny charakter emulacji wtryskiwaczy benzynowych.
Proces adaptacji silnika z wtryskiem bezpośrednim benzyny stawia przed montażystą konieczność dokładnego sprawdzenia i zadbania o stan techniczny konwertowanego pojazdu. Procedury diagnostyczne zaimplementowane w sterownikach silnika bywają bowiem znacznie bardziej rygorystyczne i nierzadko doprowadzają do sytuacji, kiedy to mała usterka, czy też wręcz zużycie eksploatacyjne elementów układu zapłonowego potrafi wyprowadzić nawet sprawnego diagnostę w pole. Stan techniczny tych jednostek odgrywa jeszcze większą rolę w przypadku podjęcia się adaptacji z wykorzystaniem rozwiązań ciekłego wtrysku paliwa gazowego (np. LPDi). Nierzadko zdarza się, że tolerancje założone przez producentów pojazdów są wystarczające w przypadku paliwa benzynowego, jednak w przypadku LPG otwierają drogę do kłopotów technicznych. Doskonałym tego przykładem były jednostki napędowe grupy VW 1.2 oraz 1.4, w których założenia eksploatacyjne pompy wysokiego ciśnienia po konwersji na LPG potrafiły przynieść kłopoty użytkownikom, przejawiające się utrudnioną eksploatacją, szczególnie po nocnych postojach. Producent przewidział dla tych jednostek radykalne działania obejmujące wraz z przeróbką pompy także wymianę elementów tłoczących.
Na tym etapie celowe jest postawienie sobie pytania, czy rozwiązanie to nadaje się do każdej jednostki napędowej, pod warunkiem istnienia dla niej odrębnej aplikacji na liście producenta? Otóż należy zaznaczyć, że przebieg pojazdu definitywnie powinien decydować o tym, czy działanie mające na celu zmianę paliwa zasilającego może zostać przeprowadzone bez wymiany elementów takich jak wtryskiwacze i pompa wysokiego ciśnienia. Trudno jednoznacznie wskazać próg, powyżej którego warto byłoby się zastanowić nad taką wymianą, bowiem może on być różny dla różnych pomp wtryskowych, jak i wtryskiwaczy, a także dla różnych warunków eksploatacji – rodzaju i jakości paliwa, też regularności wykonywanych czynności obsługowych. Granicę bezpieczeństwa uwzględniającą specyfikę polskiego rynku należy, moim zdaniem, ustalić na poziomie 180–200 tys. km przebiegu.

CNG – apokalipsa?

Gaz ziemny, w którym przez dłuższy czas pokładano nadzieje na promocję jako przyszłościowego i ultraekologicznego paliwa, zaczyna niestety zanikać. Przyczyna jest oczywiście stricte ekonomiczna – nakłady konieczne na adaptację niestety nie znajdują już żadnego uzasadnienia w bilansie kosztów eksploatacji pojazdu alternatywnie zasilanego CNG. Jedyna przyszłość to floty miejskie, które, wyposażając się w wewnętrzne stacje pozyskujące paliwo w korzystnych cenach, są w stanie zapewnić sobie dobry wynik finansowy dla eksploatowanych środków transportu. Trudno więc mówić w przypadku CNG o nowych rozwiązaniach, skoro nawet wśród większości producentów jednostek napędowych/pojazdów projekty obejmujące wykorzystanie gazu ziemnego jako paliwa silnikowego trafiają do szuflad w oczekiwaniu na lepsze czasy.

Bartosz Flekiewicz