Wtrysk gazu - zbędny wydatek czy konieczność

Jeszcze do niedawna właściciele pojazdów, mówiąc o swoich czterech kółkach, podkreślali rodzaj układu zasilania benzyną, w jaki są one wyposażone. Szczególną uwagę zwracano na wtrysk wielopunktowy, jako wyróżniający się z dotychczas znanych silników samochodowych. Dzisiaj nie ma tego typu wyróżnień, ponieważ wszystkie nowo sprzedawane samochody są wyposażone w silniki z wtryskiem wielopunktowym, a znaczna większość ma dodatkowo system EOBD. Jeżeli spojrzymy na różne układy zasilania benzyną (gaźnik, wtrysk wielopunktowy) pod kątem ich adaptacji na zasilanie gazem, to zarówno jedne, jak i drugie mogą być adaptowane na alternatywny układ zasilania LPG czy CNG. Wykorzystanie paliw gazowych do zasilania silników spalinowych zdobywa coraz większą popularność. Przyczyniają się do tego zarówno walory ekonomiczne, jak ekologiczne takiego zasilania.

Każdy kierowca (i nie tylko) potwierdzi popularność wielopunktowych wtrysków benzyny, jednak nie wszyscy wiedzą, że rozwiązanie to stało się tak popularne w wyniku wprowadzania coraz ostrzejszych norm emisji spalin. Jest to rozwiązanie droższe w porównaniu z zasilaniem gaźnikowym, ale dziś już nikt nie kwestionuje wyższej ceny samochodów z tym rodzajem układu zasilania, ponieważ przepisy nie dopuszczają innej alternatywy. Korzystamy na tym wszyscy, nasze zdrowie i otaczająca nas przyroda, o czym możemy się przekonać, gdy stoimy w korku ulicznym za starym gaźnikowym samochodem.

Rozważając możliwość adaptacji samochodów z wielopunktowym wtryskiem benzyny na zasilanie gazem, nie wszyscy zdają sobie sprawę, że z technicznego punktu widzenia zalecane jest stosowanie systemów wtrysku gazu, a w samochodach wyposażonych w system diagnostyki pokładowej (EOBD lub OBD II) jest wręcz jedynym, możliwym do zastosowania rozwiązaniem. Aby uzyskać parametry pracy silnika zasilanego gazem porównywalne z parametrami przy zasilaniu benzyną - w pełnym zakresie jego pracy - należy podczas pracy silnika na gazie odwzorować pracę układu zasilania benzyną zarówno w zakresie strategii kontroli procesu spalania (ilość podawanego paliwa), jak i miejsca powstawania mieszanki paliwowo-powietrznej.

Uwzględniając tę zależność dla silników z gaźnikowym układem zasilania wystarcza instalacja gazowa z mikserem (mieszalnikiem gazu) montowanym przed przepustnicą mieszanki, natomiast dla silników z wielopunktowym wtryskiem benzyny należy stosować wielopunktowe wtryski gazu. Jeszcze do niedawna z przyczyn technologicznych, a dokładniej z powodu braku rynkowej oferty na wtryski gazu, samochody z wielopunktowym wtryskiem benzyny były adaptowane na zasilanie wtryskiem gazem z wykorzystaniem prostych rozwiązań, znanych z układów gaźnikowych i opartych na mikserze. Takie rozwiązanie rodzi jednak wiele problemów, wynikających przede wszystkim ze zmiany miejsca powstawania mieszanki powietrzno-paliwowej - z okolic zaworu ssącego (przy wtrysku benzyny) przed przepustnicę (mikser gazu), czyli cofnięcie technologiczne wynikające z przeróbki wtrysku benzyny na gaźnikowe podanie gazu. Obecnie na rynku występuje wiele różnych urządzeń wtrysków gazu, które umożliwiają praktycznie adaptację na zasilanie gazem każdego silnika z wielopunktowym wtryskiem benzyny.

Zaskakujący jest fakt, że nadal udział systemów wtrysków gazu w ogólnej liczbie montowanych instalacji, zwłaszcza w Polsce, jest niewielki, mimo że z technologicznego punktu widzenia wszystkie nowe samochody już od kilku lat powinny być wyposażane tylko i wyłącznie w takie systemy. Silniki z kolektorami ssącymi z tworzyw sztucznych oraz ze zmiennymi fazami rozrządu wymagają zastosowania wtrysków gazu, a samochody wyposażone w system diagnostyki pokładowej (EOBD, OBD II) - które są charakterystyczne dla obecnie obowiązujących norm emisji spalin (Euro 3, Euro 4) - wymagają sekwencyjnych wtrysków gazu. Przyczyna tego stanu rzeczy tkwi bez wątpienia w braku świadomości osób zainteresowanych adaptacją własnych czterech kółek na zasilanie gazem, co do wymagań i rodzaju instalacji, która powinna być zamontowana w danym samochodzie. Niewątpliwie istotną rolę odgrywa tu cena takiej instalacji, jednak dzisiaj różnica ta jest niewielka. Na przykład montaż sekwencyjnego wtrysku gazu do silnika czterocylindrowego to wydatek ok. 4 tys. zł (zależnie od rodzaju urządzenia i typu zbiornika), a montaż instalacji gazowej z mikserem i z bardzo dobrą elektroniką (Nicolaus, Leonardo) - ok. 2,5 tys. zł. Różnica jest zatem niewielka, zwłaszcza że zwróci się bardzo szybko, dzięki dużej różnicy między ceną gazu (ok. 1,5 zł/l) a benzyny (3,7 zł/l). Różnica w cenie adaptacji to mniej niż 30%, natomiast różnica w technologii i eksploatacji jest nieporównywalna.

Uwzględniając, że użytkownik samochodu nie zawsze jest w stanie zrozumieć konieczność zastosowania w nim wtrysku gazu (z wielopunktowym wtryskiem benzyny), ważne jest, aby zakład montażu umiał to wyjaśnić. Niemały wpływ na przedstawienie zainteresowanemu rzetelnej oferty ma obawa przed utratą klienta w wyniku zaoferowania mu droższej usługi. Obawy montażysty przed utratą klienta są nieuzasadnione, ponieważ każdy użytkownik samochodu (bez wyjątku) chciałby mieć wysokiej jakości instalację gazową gwarantującą prawidłową pracę silnika zarówno na gazie, jak i na benzynie. Potwierdzeniem tego jest np. wyposażenie dodatkowe czy sprzęt stosowany w samochodach, które nie są wcale niezbędne dla ich eksploatacji (drogie odtwarzacze, radia, zmieniarki płyt CD, alufelgi, elementy tuningu zewnętrznego itp.). Uzasadnienie klientowi konieczności montażu instalacji wtryskowej w danym samochodzie nie jest sprawą łatwą, ale nie można powiedzieć, że niemożliwą. Wymaga przekonania się samych montażystów do korzyści uzyskanych ze stosowania wtrysków gazu i wynikających z tego dla obu stron zalet. Do tego niezbędna jest wiedza o zasadach działania wtrysków gazu oraz znajomość rozwiązań aktualnie dostępnych na rynku.

Zasada działania wielopunktowego wtrysku gazu
W wielopunktowym wtrysku benzyny mieszanka paliwowo-powietrzna powstaje tuż przed zaworem ssącym. W zależności od masy powietrza napływającego do cylindra w okolice zaworu ssącego podawana jest przez wtryskiwacz benzyny ściśle określona ilość paliwa. Przy wielopunktowym wtrysku gazu miejsce jego podania do kolektora ssącego powinno być jak najbardziej zbliżone do miejsca podania benzyny dla każdego cylindra. Gwarantuje to powtarzalność miejsca powstawania mieszanki paliwowo-powietrznej na gazie w odniesieniu do benzyny. Gaz przy tym powinien być podawany do kolektora przez elektrycznie sterowany wtryskiwacz gazu, najlepiej o charakterystyce jak najbardziej zbliżonej do charakterystyki pracy wtryskiwacza podającego benzynę.

Klasyfikacja wielopunktowych wtrysków gazu
Dostępne obecnie na rynku wielopunktowe wtryski gazu różnią się zastosowanymi rozwiązaniami technicznymi, jakością funkcjonowania oraz ceną. Dla łatwiejszego zrozumienia tych różnic, należy dokonać podziału wtrysków na: wtryski gazu w fazie płynnej oraz wtryski gazu w fazie lotnej.
Powyższy podział uwzględnia formę (stan skupienia), w jakiej paliwo przepływa przez wtryskiwacz Đ płyn, czyli dokładnie w takiej formie, w jakiej znajduje się w zbiorniku, lub w fazie lotnej po odparowaniu gazu przed dopływem do wtryskiwacza, co ma zazwyczaj miejsce w urządzeniu zwanym reduktorem-parownikiem.

Ze względu na podobieństwo części elementów i zasady ich funkcjonowania do urządzeń tradycyjnych stosowanych dziś w instalacjach gazowych I i II generacji (rozwiązania z mikserem gazu) najbardziej rozpowszechnionym aktualnie na świecie systemem jest wtrysk gazu w fazie lotnej. W urządzeniach tego typu znajdujemy bogatą ofertę różnego rodzaju instalacji gazowych do samochodów, poczynając od tych mało zaawansowanych technologicznie.

1. Nadciśnieniowe doprowadzenie gazu podawanego w sposób ciągły z jednomiejscowym centralnym sterowaniem
Urządzenia te nie mają wtryskiwaczy gazu, ale gaz jest doprowadzany do każdego cylindra oddzielnie z dystrybutora (rozdzielacza) fazy lotnej gazu. Regulacja ilości podawanego gazu odbywa się przez centralny element sterujący (najczęściej attuator występujący na dystrybutorze gazu), który zmienia wielkość strugi gazu płynącego do wszystkich cylindrów jednocześnie. Można tu wymienić takie urządzenia, jak holenderski Coltek czy włoskie: Etagas, Lis, Flay-Injection.

2. Wtrysk gazu z jednomiejscowym centralnym sterowaniem
Są to urządzenia z elektrycznie sterowanym wtryskiwaczem gazu. Odmierzenie ilości wtryskiwanego gazu odbywa się centralnie i dalej przez rozdzielacz podawane jest do poszczególnych cylindrów. Przykładem takie urządzenia jest holenderski wtrysk gazu DGI.

3. Wtrysk z oddzielnym wtryskiwaczem gazu na każdy cylinder
W tym rozwiązaniu gaz jest wtryskiwany przez oddzielny wtryskiwacz gazu dla każdego cylindra. Dawka gazu wtryskiwanego dla każdego cylindra jest taka sama, nie uwzględnia indywidualnego zapotrzebowania paliwa przez poszczególne cylindry. Urządzenie to jest podobne w funkcjonowaniu do poprzednio opisanego, z tą różnicą, że liczba zastosowanych wtryskiwaczy odpowiada liczbie cylindrów.

4. Sekwencyjne wtryski gazu
Są to urządzenia najbardziej zaawansowane spośród wymienionych. Porcja wtryskiwanego gazu jest odmierzana dla każdego cylindra oddzielnie. Sterowanie wtryskiwaczem gazu odbywa się na podstawie sygnału otwarcia wtryskiwacza benzyny dla tego samego cylindra - sekwencja wtrysku gazu z wtryskiem benzyny. W tej grupie wyróżnia się wtryski: w z dozowaniem przez elektrozawory gazu (valve aplication) - przykładem mogą być rozwiązania oferowane przez wiele firm włoskich; do tych urządzeń zalicza się m.in. wtrysk gazu Stella w z dozowaniem przez wtryskiwacze gazu - przykładem mogą być urządzenia zarówno holenderskie (np. SGI - Sequential Gas Injection), jak i oparte na zespołach włoskich (np. Elisa) Różnice między poszczególnymi rozwiązaniami to przede wszystkim różnice technologiczne. Mają one znaczący wpływ na jakość pracy tych urządzeń i uzyskiwane rezultaty w sterowaniu ilością gazu, co ma bezpośrednie przełożenie na pracę silnika. W większości różnice nie są widoczne na zewnątrz, ponieważ tkwią w oprogramowaniu sterownika (ECU gazu).

W sekwencyjnych wtryskach gazu są stosowane wtryskiwacze gazu o charakterystyce zbliżonej od charakterystyki wtryskiwaczy benzyny (jak np. w Elisa).Wszystko to wpływa na zróżnicowanie cenowe oferowanych urządzeń. Niska cena jest najczęściej związana z niskim poziomem technologicznym i za urządzenia zaawansowane technologicznie płaci się drożej.

Zważywszy na to, że każdy wydatek pieniędzy na instalację gazową zwraca się bardzo szybko, należy wybierać wysokiej jakości zaawansowane technologicznie urządzenia, bo tylko one zapewniają komfort eksploatacji oczekiwany przez dzisiejszego użytkownika czterech kółek.

 _________________________powrót___________________________