V Generacja - Sekwencyjny wtrysk gazu w fazie ciekłej

Instalacje gazowe V generacji służą do zasilania silników wyposażonych w układy diagnostyki EOBD, które wymagają bardzo precyzyjnego dawkowania paliwa. Gaz jest wtryskiwany w pobliżu zaworów dolotowych w stanie ciekłym i odparowuje dopiero w kanałach dolotowych silnika.

Działanie instalacji V generacji jest analogiczne do benzynowych układów wtryskowych. Do jej sterowania wykorzystuje się jedynie sygnały pracujących wtryskiwaczy benzyny. Są to najczęściej systemy dedykowane do konkretnych modeli samochodów.

Instalacja sekwencyjnego wtrysku gazu ciekłego (V generacji) składa się z następujących elementów (schemat 6):

Zawór tankowania (1)
Montowany w tylnej części pojazdu, najczęściej w zderzaku lub pod nim, przy wlewie benzyny lub w tylnym błotniku. Zapewnia bezpieczne połączenie z pistoletem na stacji tankowania i napełnienie zbiornika gazem. W codziennej eksploatacji jest zabezpieczony za pomocą wkręcanego korka lub odchylanej klapki. Łącznie z wielozaworem wchodzi w skład osprzętu zbiornika.

Zbiornik gazu (2)
Magazynuje ciekłą mieszaninę propanu i butanu pod ciśnieniem. Zbiorniki mogą mieć różne kształty. Najczęściej stosuje się zbiorniki toroidalne, montowane we wnęce koła zapasowego, lub walcowe, umieszczane w przestrzeni bagażnika. Na specjalnie ukształtowanym kołnierzu montuje się pompę gazu z wielozaworem.

Pompa gazu z wielozaworem (3)
Pompa tłoczy ciekły gaz do dalszej części instalacji, zwiększając jego ciśnienie powyżej ciśnienia panującego w zbiorniku. Jest zabezpieczona przed nadmiernym wzrostem ciśnienia za pomocą zaworu przelewowego. W kołnierzu pompy znajduje się wielozawór, będący zespołem zaworów zintegrowanych w jednym urządzeniu, stanowiących wraz z zaworem tankowania osprzęt zbiornika. Wielozawór zapewnia prawidłowe i bezpieczne funkcjonowanie zbiornika oraz instalacji, m. in.: zatankowanie odpowiedniej ilości gazu, otwieranie i zamykanie wypływu gazu ze zbiornika, kiedy jest to wymagane, jego ochronę w sytuacjach awaryjnych (nadmierny wzrost ciśnienia, rozszczelnienie) i możliwość serwisowania instalacji.

Regulator ciśnienia (4)
Montowany w komorze silnikowej, utrzymuje ciśnienie w instalacji powyżej ciśnienia panującego w zbiorniku, co między innymi zapobiega możliwości lokalnego odparowania gazu w przewodach. W regulatorze znajduje się również elektrozawór, który otwiera i zamyka przepływ gazu do dalszej części instalacji.

Wtryskiwacze (5)
Dostarczają do silnika odpowiednią do aktualnego zapotrzebowania dawkę ciekłego paliwa gazowego.

Sterownik elektroniczny (6)
Przetwarza sygnały służące do uruchamiania wtryskiwaczy benzynowych (generowane przez sterownik benzynowy), uwzględniając własności paliwa gazowego. W ten sposób przetworzone impulsy sterują otwieraniem poszczególnych wtryskiwaczy gazowych. Sterownik jest zintegrowany z emulatorem wtryskiwaczy, który podaje sygnały do sterownika benzynowego, dzięki czemu nie koduje on błędów wynikających z odłączenia wtryskiwaczy. Steruje również pracą pozostałych elementów systemu (pompa gazu, elektrozawory). Odpowiada za moment przełączenia na zasilanie gazowe. Jest ono możliwe po pewnym czasie od uruchomienia silnika, po osiągnięciu przez sondę lambda temperatury roboczej, co wymaga czasu od kilku sekund (rozruch rozgrzanego silnika) do kilku minut (rozruch zimnego silnika). Sterownik przełącza również silnik na zasilanie benzyną w momencie wyczerpania zapasu gazu w zbiorniku.

Przełącznik rodzaju zasilania (7)
Dwupozycyjny (benzyna-gaz), montowany w kabinie kierowcy, służy do przełączania rodzaju zasilania silnika z benzyny na gaz i odwrotnie, co jest sygnalizowane zaświeceniem odpowiedniej diody. Steruje pracą instalacji poprzez uruchamianie odpowiednich elementów kontrolowanych przez sterownik elektroniczny (6) (elektrozawory w regulatorze ciśnienia i wielozaworze, zasilanie wtryskiwaczy benzynowych i pompy gazu).

Schemat 6: Rozmieszczenie elementów instalacji V generacji do silników z wtryskiem paliwa i układem EOBD (1- zawór tankowania, 2- zbiornik gazu, 3- pompa gazu z wielozaworem, 4- regulator ciśnienia, 5- wtryskiwacze, 6- sterownik elektroniczny, 7- przełącznik rodzaju zasilania, A- przewód gazowy pod samochodem, B- przewód gazowy pomiędzy regulatorem ciśnienia a wtryskiwaczami

Zasada działania
Skroplona mieszanina propanu-butanu jest magazynowana w zbiorniku gazu (2). Z chwilą włączenia pompy gazu (3) i otwarcia elektrozaworu zbiornika, będącego częścią wielozaworu, gaz w fazie ciekłej przez przewód (A), umieszczony pod samochodem, trafia do regulatora ciśnienia (4). Regulator utrzymuje ciśnienie gazu powyżej ciśnienia w zbiorniku. Ciekły gaz, poprzez przewody elastyczne (B) i wtryskiwacze (5), dostaje się do kolektora dolotowego, gdzie zmienia stan skupienia na lotny i w takiej postaci trafia do komór spalania silnika. Do wyboru rodzaju paliwa służy przełącznik rodzaju zasilania (7), znajdujący się w kabinie kierowcy. W zależności od ustawionej na przełączniku pozycji rodzaju pracy, silnik jest zasilany wybranym przez kierowcę paliwem, co jest sygnalizowane świeceniem odpowiedniej diody.

Użytkowanie instalacji V generacji
Przełącznik stosowany w instalacjach V generacji ma 2 pozycje przełączania:
- pozycja „benzyna”,
- pozycja „gaz”.

Przełączanie z benzyny na gaz
Jadąc na benzynie, przestawiamy przełącznik (7) w pozycję „gaz” (poprzez wciśniecie przycisku) - dioda sygnalizująca jazdę na benzynie świeci się, a dioda sygnalizująca pracę na gazie pulsuje. Po rozgrzaniu silnika następuje uruchomienie pompy (3), otwarcie elektrozaworów (w wielozaworze i regulatorze ciśnienia (4)) oraz odłączenie przez sterownik elektroniczny (6) zasilania wtryskiwaczy benzynowych - silnik jest zasilany gazem (dioda sygnalizująca zasilanie benzyną gaśnie, a dioda sygnalizująca zasilanie gazem przestaje pulsować i zaświeca się na stałe). Przełączanie z benzyny na gaz można wykonywać w czasie jazdy lub na postoju. Jeśli silnik jest rozgrzany, przełączenie na zasilanie gazem następuje po kilku sekundach pracy na benzynie.

Przełączanie z gazu na benzynę
Jadąc na gazie, należy przestawić przełącznik (7) w pozycję „benzyna”. Przywraca to zasilanie wtryskiwaczy benzynowych, jednocześnie zamykany jest elektrozawór w regulatorze ciśnienia (4) i wielozaworze oraz wyłączana jest pompa (3). Gaśnie dioda sygnalizująca zasilanie gazem i zaświeca się dioda sygnalizująca zasilanie benzyną. Przełączenie na zasilanie benzyną można wykonywać zarówno na postoju, jak i w czasie jazdy.

Uruchamianie silnika
Przełączniki stosowane w instalacjach V generacji mają funkcję automatycznego uruchamiania na benzynie. Jeżeli przełącznik jest w pozycji „gaz”, silnik uruchamia się na benzynie i dopiero po rozgrzaniu następuje przełączenie na gaz. Rozgrzany silnik przełącza się na zasilanie gazem po kilku sekundach pracy na benzynie.

Gdy przepali się bezpiecznik
W układzie elektrycznym instalacji gazowych V generacji znajduje się kilka bezpieczników. Jeśli jakiś ulegnie uszkodzeniu, elektrozawór gazowy w regulatorze ciśnienia (4) zostaje zamknięty, a sterownik elektroniczny (6) przywraca zasilanie silnika benzyną, co umożliwia kontynuowanie jazdy.

Zastosowanie
Systemy V generacji przeznaczone są do adaptacji na zasilanie gazowe samochodów wyposażonych w silniki z wtryskiem paliwa, z katalizatorem i sondą lambda, wyposażonych w układy EOBD.