'Rola reduktorów w instalacjach LPG'

Korzystanie z instalacji gazowej zasilanej LPG (Liquefied Petroleum Gas), czyli płynną mieszanką propanu i butanu jest wciąż popularne i opłacalne, zwłaszcza jeśli samochód jest często używany i przejeżdża większą liczbę kilometrów. Jazda na gazie jest równie komfortowa, jak przy wykorzystywaniu benzyny, a dobrze dobrana i co najważniejsze prawidłowo wyregulowana instalacja gwarantuje dobre osiągi, a także nie ma negatywnego wpływu na trwałość pozostałych podzespołów. Stanie się to jednak możliwe tylko wówczas, gdy kierowca będzie pamiętał o wykonywaniu regularnych przeglądów i niezbędnym czyszczeniu i regulowaniu instalacji, a także nie zaniedba innych czynności serwisowych, w tym wymiany oleju z odpowiednią częstotliwością. Poza zmienianiem filtrów fazy ciekłej i lotnej trzeba pamiętać o kontroli stanu pozostałych elementów instalacji i wymianie ich w razie potrzeby. Jednym z podzespołów, który powinien być regularnie serwisowany, jest reduktor LPG. Usterki tego podzespołu mogą się objawiać np. słabszymi osiągami auta czy nieoczekiwanym przełączaniem się na benzynę w trakcie gwałtownego przyspieszania. Przyjrzyjmy się bliżej budowie instalacji LPG i sprawdźmy, jaką rolę odgrywa w niej reduktor.

W jaki sposób działa instalacja LPG oraz reduktor?

Zasada działania układu zasilania auta gazem LPG jest stosunkowo prosta, choć wiele elementów instalacji ma skomplikowaną konstrukcję, a poprawny montaż urządzeń wymaga nie tylko odpowiedniej wiedzy, ale także specjalistycznego sprzętu, który umożliwia prawidłowy dobór parametrów pracy. Gaz LPG jest spalany w silniku podobnie jak benzyna – za sprawą wytworzenia mieszanki gazowo-powietrznej i dostarczenia iskry powodującej zapłon. Ponieważ gaz występuje w postaci ciekłej, przed wykorzystaniem musi dojść do zmiany jego stanu skupienia w reduktorze. Rolą elementów instalacji gazowej jest więc sprawne przekształcanie gazu w fazie ciekłej w fazę lotną, dobieranie jego odpowiedniej dawki i dostarczanie jej do komory spalania. W zależności od generacji instalacji gazowej wszystkie te zadania są realizowane w nieco inny sposób.

W najstarszych instalacjach gazowych tzw. I generacji, które wciąż można spotkać w bardziej wiekowych pojazdach z silnikami gaźnikowymi, stosowano proste rozwiązania mechaniczne. W układach tego typu gaz był doprowadzany po uruchomieniu elektrozaworu do reduktora, miksera (mieszalnika), w którym powstawała mieszanka gazowo-powietrzna, a następnie do kolektora dolotowego, a przez zawory ssące do cylindra. Układy te nie pozwalały na zmianę dawki, niezależnie od chwilowego wysilenia silnika otrzymywał on stałą dawkę paliwa. II generacja instalacji pozwalała już na regulowanie dawki gazu dzięki układowi elektronicznemu, który gromadził dane z zamontowanych w silniku czujników. Instalacje III generacji to stosowanie wielopunktowego wtrysku gazu, który jest podawany w do kolektora bez udziału miksera. IV generacja to sekwencyjny wtrysk gazu. W tym przypadku właściwa dawka gazu powstaje na bazie danych z czujników silnika, tak samo, jak przy zasilaniu benzyną. Wtryski zakłada się w kolektorze cylindra, co umożliwia różnicowanie ilości gazu. Instalacje tej generacji współpracują z komputerami sterującymi pracą silnika, mogą więc działać znacznie precyzyjniej.

Wspólnym elementem instalacji gazowych wszystkich generacji jest obecność reduktora, umożliwiającego zmianę stanu skupienia z ciekłego na lotny. Nazwa urządzenia bierze się stąd, że parowanie ciekłego gazu wiąże się ze zmianą jego ciśnienia, które zostaje zmniejszone z 8–12 bar do około 1 bara. Zajściu tego procesu towarzyszy znaczne zmniejszenie temperatury, reduktor jest więc podłączony do układu chłodzenia silnika, co umożliwia zapewnienie ciepła niezbędnego do uchronienia elementów przed zbytnim wychłodzeniem. Z montowania reduktorów zrezygnowano dopiero w instalacjach gazowych V generacji, które są zasilane gazem płynnym.

Jak jest zbudowany reduktor?

Reduktor używany w instalacji LPG jest zbudowany z metalowego korpusu, do którego jest doprowadzany czynnik chłodniczy z silnika, rozprowadzany wewnątrz systemem kanalików. Służy on utrzymaniu korpusu i wszystkich elementów we właściwej temperaturze, co jest niezbędne, ponieważ zmianie stanu gazu towarzyszy jego znaczne wychłodzenie. Do reduktora po przejściu przez filtr doprowadzany jest również gaz płynny, który w komorze reduktora ulega rozprężeniu w wyniku czego jego ciśnienie zbliża się do wartości ciśnienia atmosferycznego. Odpowiednie ciśnienie jest utrzymywane dzięki stanowiącej kluczowy element reduktora membranie. Właściwy poziom ciśnienia jest utrzymywany za sprawą sprężyny, która naciska na membranę. Gdy ciśnienie gazu jest zbyt małe, sprężyna wypycha membranę, a połączona z nią dźwignia otwiera zawór dolotowy, wskutek czego do wnętrza dostaje się taka dawka gazu, jaka jest potrzebna do odpowiedniego ściśnięcia sprężyny. Gaz opuszcza reduktor zaworem wylotowym, skąd trafia do wtryskiwaczy. Przed zbyt dużym wzrostem ciśnienia reduktor jest chroniony specjalnym zaworem bezpieczeństwa.

Ważnym wymogiem wobec reduktora jest zdolność do zapewnienia odpowiednio dużej dawki paliwa przy wzroście obciążenia silnika. Reduktory są więc dobierane do mocy, jaką może osiągać dana jednostka napędowa. Dopływ gazu do reduktora jest odcinany elektrozaworem w celu zapobieżenia wpływowi gazu w sytuacji, gdy silnik przestanie pracować. Rodzaj reduktora powinien być dopasowany do rodzaju instalacji. W starszych układach stosowano zwykle reduktory dwustopniowe, w których ilość pobieranego gazu była uzależniona od ciśnienia panującego w kolektorze. W nowszych instalacjach IV generacji montuje się reduktory jednostopniowe, ponieważ za dobór odpowiedniej dawki paliwa odpowiedzialny jest wtryskiwacz.

Sprawna praca reduktora zależy w największym stopniu od jakości materiału, z jakiego wykonano membranę. Są one wykonywane z kompozytu składającego się zwykle z wytrzymałej tkaniny pełniącej funkcję wzmocnienia oraz elastomeru odpornego na działanie substancji, które mogą być obecne się w gazie. Warto pamiętać, że z czasem każda membrana może stracić swoje właściwości za sprawą naturalnego starzenia się materiału, a także wskutek kontaktu z zanieczyszczeniami, które mogą znajdować się w trafiającym do reduktora gazie. Zmiany temperatury i intensywna praca, a także gromadzące się w reduktorze zabrudzenia dość często powodują pękanie gumy i nieprawidłową pracę ze względu na problemy z osiąganiem właściwego ciśnienia.

W razie uszkodzenia membrany mogą zostać wymienione. Podobnie zmieniane są uszczelnienia zaworów zamontowanych w reduktorze. Warto pamiętać, że trwałość membran może wynosić w zależności od producenta od około 50 do 100 tys. kilometrów, po osiągnięciu takiego przebiegu należy się więc liczyć z koniecznością ich wymiany. Stan reduktora, podobnie jak pozostałych elementów instalacji zależy w dużej mierze od jakości tankowanego gazu, każdy użytkownik auta jeżdżącego na LPG powinien wiec pamiętać o wymianie filtrów.