Dnes nadviažeme na úvod do problematiky alternatívneho paliva LPG a pozrieme sa na konkrétne typy prestavieb a na to, ako vlastne v princípe fungujú. Povieme si o prestavbách, ktoré sa používali v minulosti, aj o tých, ktoré sa ešte len dostávajú na trh.
V prvom dieli seriálu o LPG sme si povedali, čo vlastne LPG je a aké sú jeho všeobecné výhody a nevýhody. Dnes už sa pozrieme na jednotlivé typy prestavieb, zameriame sa na najpoužívanejšie systémy a ukážeme si, čo sa chystá v budúcnosti.
Staršie systémy LPG
Ovládanie je riadené podtlakom v hadičke zapojenej na jednej strane do sacieho potrubia a na druhej do reduktora. Na rozdiel od modernejších systémov tu druh paliva prepína vodič ručne. Dnes sa tento systém už prakticky nepoužíva. Táto prestavba u starších karburátorových vozidiel už nemá ekonomický zmysel, pretože sa s takými vozidlami obvykle nejazdia na dennej báze väčšie kilometrové porcie. Prípadne si asi nikto nebude ceneného veterána pre občasné vychádzky takto upravovať. Systémy tak obvykle už iba dosluhujú na starších vozidlách.
Staršie autá ešte bez riadiacej elektroniky využívali centrálny zmiešavač ovládaný vákuom.
Dnes už sa takýto systém ale prakticky nepoužíva, pretože prestavovať veteránov zmysel nemá.
Foto: Dalibor Žák
Neskôr bol tento systém modifikovaný na centrálny zmiešavač riadený lambda-sondou. Podobne ako u predchádzajúceho systému je tento typ vhodný pre staršie vozidlá s jednobodovým aj viacbodovým vstrekovaním. Pracuje už s elektronickým výstupom z lambda-sondy a množstvo dodávaného plynu riadi krokovým motorčekom. Ide o jeden z prvých systémov LPG s elektronickým riadením a dnes už sa tiež obvykle nepoužíva, pretože podobne ako pri karburátorových vozidlách sa dnes s takýmito autami v bežnej prevádzke stretávame len výnimočne.
Dnes sa už v autách používajú iné systémy, tak si poďme moderné riešenie prestavieb či továrenských úprav na LPG predstaviť.
Sekvenčné vstrekovanie LPG (vstrekovanie plynnej fázy)
Principiálne funguje tak, že ohriaty reduktor premení kvapalné LPG na plynné palivo a zároveň reguluje jeho tlak v systéme, čo je popri samotnom „splyňovaní“ zásadná funkcia. Následne dodáva palivo pre plynové vstrekovače ktoré ústia v sacích kanáloch jednotlivých valcov. Samozrejme je dôležité, ako je prestavba vykonaná. Pri takej prestavbe už nemusí dochádzať k citeľnému zníženiu výkonu, pokiaľ je vykonaná poriadne.
Dnes sa najčastejšie používa systém so sekvenčným vstrekovaním plynnej fázy LPG do sania.
Kvalita a spoľahlivosť jednotlivých prestavieb sa ale značne líšia a aj rovnaký systém od rovnakého výrobcu môže
v rôznych aplikáciách rozdielnej kvality fungovať dosť odlišne.
Foto: Dalibor Žák
Tento typ je univerzálny pre všetky moderné, elektronicky riadené motory s viacbodovým vstrekovaním. Používa sa aj pri priamovstrekových motoroch, ale tie sa bez dodatočného privstrekovania benzínu kvôli ochrane vstrekovačov priameho vstrekovania nezaobídu, takže návratnosť investície do prestavby je malinko dlhšia.
Práve LPG v nových vozidlách sa po boku CNG objavuje pomerne často a nájdete ho okrem iného napríklad v nových Daciách – koniec koncov test Dusteru s továrenskou LPG prestavbou si môžete prečítať priamo tu.
Takto to vyzerá pod kapotou Dacie Duster, ktorú kúpite s továrenskou prestavbou na LPG
Foto: Jakub Deml
Viacbodové vstrekovanie kvapalnej fázy plynu
Je to už ale pomerne náročný systém, ktorý síce nepotrebuje klasický reduktor, ale zasa musí mať výkonné čerpadlo, iné vstrekovače (niektoré prestavby ale pracujú aj s pôvodnými benzínovými vstrekovačmi) a spätné vedenie LPG do nádrže. Teoreticky je ale možné dosiahnuť vyšší výkon, pretože nasávaná zmes so vstrekovaním LPG ochladzuje, čím sa zmenšuje jej objem (motor môže nasať viac vzduchu a teda aj paliva). LPG má zároveň vyššie oktánové číslo (bežne 100, pri kvalitnom palive pokojne aj 106).
Ďalšou výhodou systému so vstrekovaním kvapalnej fázy LPG je, že ihneď štartujete a idete na plyn. Tiež odpadá nutnosť používať filtre plynnej fázy, ktoré sa môžu zanášať parafínom. Vo výsledku tak môže byť kvalitná prestavba menej náročná na údržbu. Prestavba je ale veľmi náročná na kvalitu komponentov a správne nastavenie. Nie všetci úpravcovia sa tak do nej chcú púšťať.
Priame vstrekovanie plynu do valca v kvapalnej fáze
Najnovšie sa na trhu začínajú objavovať aj prestavby priameho vstrekovania LPG v kvapalnej fáze priamo do valca pri motoroch s priamym vstrekovaním benzínu. Už z povahy veci je to nesmierne zložité riešenie, ale všetko ide, keď sa chce. Tento systém tiež rieši problém so životnosťou (ochranou) benzínových vstrekovačov priamovstrekového motora.
Ako sme už spomenuli, pokiaľ sa priamovstrekový motor (napríklad jednotka TSI, GDI atď.) dodatočne prerába na nepriame vstrekovanie plynnej fázy LPG do sacieho potrubia, motor si musí pridávať trochu benzínu, aby chránil pôvodné benzínové vstrekovače pred prehriatím a zničením. Pôvodnými vstrekovačmi sa tak neustále vstrekuje malá dávka benzínu, ktorá ich chladí. Bežne sa ten podiel benzínu proti LPG pohybuje medzi 5 až 20 % paliva (podľa značky LPG zariadenia), čo celú návratnosť investície mierne predlžuje.
Na LPG je možné prestavať aj motor s priamym vstrekovaním benzínu. Pokiaľ je ale využitý systém
vstrekujúci plynné LPG do sania, musí si motor privstrekovať benzín, aby sa mu nepoškodili pôvodné benzínové vstrekovače.
Alternatívou je vstrekovanie kvapalnej fázy LPG priamo do valca (podrobnosti nájdete v texte), čím odpadá práve riziko poškodenia vstrekovačov.
Foto: Dalibor Žák
To ale práve priame vstrekovanie kvapalného LPG rovno do spaľovacieho priestoru rieši. Podobne ako pri nepriamom vstrekovaní LPG, je aj tu nutné výkonné čerpadlo a spätné vedenie paliva do nádrže. Odpadá nutnosť ochladzovať vstrekovače a motor teoreticky môže dosiahnuť vyšší výkon (nižšia teplota zmesi a vyššie oktánové číslo LPG). Niektorí úpravcovia používajú pôvodné benzínové vstrekovače, iní používajú vlastné plynové vstrekovače.
Motor štartuje a môže ísť hneď na plyn, teoreticky nie je benzín vôbec potrebný. Najnáročnejšie je ale vyriešenie prívodu oboch typov palív. Takáto prestavba je technologicky nesmierne zložitá z dôvodu potreby zachovať palivo LPG neustále v kvapalnej fáze. Výsledky (výkon, spotreba, spoľahlivosť, návratnosť investície) kvalitne prevedených prestavieb sú ale veľmi uspokojivé.
Určite sa bude niekto pýtať, ako je vyriešené rozdelenie palív, keď ide o dva systémy pracujúce pod vysokým tlakom. K rozdeleniu paliva benzín-plyn dochádza vo vysokotlakovom čerpadle benzínu, kde je cez rozdeľovač palív (FSU, Fuel Selector Unit) kvapalné LPG privádzané priamo ku vstrekovačom. Systém udrží potrebný tlak, takže fáza LPG zostáva neustále kvapalná.
Pokiaľ LPG dôjde (minie sa), prepne sa motor sám na benzín, inak štartuje a ide vždy na plyn. Samozrejme sa môžeme baviť o tom, prečo niekto vyjazdí nádrž na LPG úplne do sucha. Pri klasickom aute tiež sledujete stav paliva v nádrži a priebežne dotankovávate.
LPG pre dieselové motory
Ale aj také systémy sú. Principiálne je to pomerne jednoduché, pretože vozidlo naďalej ide vždy na naftu a LPG je v plynnej fáze iba privstrekované. V závislosti od typu motora sa objem LPG pohybuje okolo 20 až 30 % dávky paliva.
LPG pre dieselové motory má zmysel predovšetkým pre prevádzkovateľov flotíl nákladných áut či autobusov s veľkými kilometrovými priebehmi,
ktoré majú veľkú spotrebu a výsledná úspora sa prejavuje predovšetkým na ušetrenej spotrebnej, prípadne aj cestnej dani. Pri osobných autách veľa zmyslu nemá.
Foto: Shutterstock
Motor funguje rovnako ako každý diesel: zmes sa stlačí a dostrekne sa nafta. Plyn obsiahnutý v stlačenej zmesi ale funguje ako katalyzátor horenia, takže umožňuje ľahšie spálenie nafty a jej lepšie prehorenie. Klesajú tak predovšetkým emisie pevných častíc a je možné dosiahnuť aj vyšší tlak vo valci, teda aj výkone. Vozidlo potom spotrebováva menej nafty, čo pri vozidlách s veľkou spotrebou bude poznať. Reálne má ale takáto prestavba zmysel predovšetkým pri nákladných či úžitkových vozidlách, ktoré sú v dennej permanencii a majú bežnú spotrebu okolo 30 litrov nafty na 100 km. Dopravcovia tak môžu dosiahnuť predovšetkým úspory na spotrebných daniach. Aj jedna ušetrená koruna na 1 km jazdy znamená v celkových nákladoch a nájazde kamiónu alebo autobusu na konci účtovného obdobia ohromný rozdiel. Výhodné pre prevádzkovateľa môže byť, že ak vozidlo s veľkým kilometrovým priebehom dosiahne koniec svojej životnosti, je možné prestavbu premontovať na ďalšie, nové vozidlo.
Tým sme si pripomenuli najbežnejšie typy prestavieb na LPG. V budúcom dieli sa pozrieme na to, čo musí prestavba spĺňať, aby fungovala správne, a kde sú vlastne rozdiely medzi kvalitnou a nekvalitnou prestavbou na LPG.
Diskusiu k tejto téme nájdete na našom Facebooku - klikni
Pokračovanie seriálu, diel III. nájdete tu
Seriál o LPG, diel III.: Čo rozhoduje o kvalite prestavby na LPG
Nepostrehli ste prvý diel seriálu ? Nájdete ho tu
Seriál o LPG, diel I.: Čo musíte vedieť, než dáte auto prestavať na LPG?
Zdroj: Garáž CZ