Bezpośredni wtrysk i zysk na LPG
Aktualnie wiele uwagi poświęca się zasilaniu paliwem gazowym silników z bezpośrednim wtryskiem benzyny. Dzieję się tak dlatego, że bezpośredni wtrysk stosowany jest w przeważającej części dostępnych aut na rynku pierwotnym. Tym samym z każdym rokiem wzrasta również jego dostępność na rynku wtórnym. Warto więc na wstępie przdstawić kilka podstawowych informacji na temat tego rozwiązania jako wprowadzenie do zagadnienia adaptacji na zasilanie gazowe.
Wtryskiwanie paliwa bezpośrednio do komory spalania daje bardzo duże możliwości regulowania składu mieszanki. Bezpośredni wtrysk daje pewność, że ściśle określona ilość paliwa (określona poprzez czas otwarcia wtryskiwacza benzynowego) zostanie spalona w określonej ilości powietrza. Efektem będzie uzyskanie optymalnej charakterystyki silnika (czyli rozkładu mocy i momentu obrotowego) oraz minimalna emisja substancji szkodliwych.
Dane techniczne nowych jednostek napędowych kuszą nabywców
Aktualnie takie właśnie zasilanie benzyną pozwala na uzyskanie najlepszych efektów pod względem wykorzystania energii paliwa i oznacza w praktyce optymalny przebieg procesu spalania. Dlatego zdecydowana większość silników benzynowych jest obecnie zasilana bezpośrednim wtryskiem paliwa, a dane techniczne mówią same za siebie i kuszą nabywców. Silnik o niewielkiej pojemności np. 1,4 litra pozwoli nam korzystać z mocy np. 140 KM. Przy spokojnej jeździe możemy przyjąć, że spalanie również będzie niewielkie czyli adekwatne do pojemności. Jeśli jednak będziemy chcieli tę moc wykorzystywać całkowicie, to z kolei będzie ono adekwatne do 140 KM.
Niezbędne są innowacje
Rozwiązanie bezpośredniego podania benzyny do cylindra pociąga oczywiście za sobą konieczność wprowadzenia szeregu istotnych innowacji. Najważniejszą jest zastosowanie wtryskiwaczy benzyny, które muszą bardzo precyzyjnie i szybko pracować, a poza tym wytrzymać ekstremalne warunki panujące w komorze spalania. Pamiętajmy, że w pobliżu wtryskiwacza będzie zapalana i sprężana mieszanka, konieczne jest więc utrzymanie bardzo wysokiego ciśnienia paliwa (średnio od 30 do ok. 100 atm, max. 200 ) ze względu na właściwe rozpylenie benzyny, jak i oczyszczanie końcówki wtryskiwacza. Również system sterowania wtryskiem wymaga zastosowania wielu czujników monitorujących aktualny stan pracy silnika. Standardem jest też doładowanie silnika powietrzem najczęściej przez turbosprężarkę. Ilość czujników i parametrów podlegających diagnostyce jest bardzo duża, na bieżąco monitorowane są parametry spalania, składu mieszanki, obciążenia. Wprowadzanie innego rodzaju zasilania (np. gazowego) wymaga więc najwyższej staranności zarówno w doborze podzespołów, jak i regulacji mieszanki.
Kluczowe jest zapewnienie żywotności wtryskiwaczy
To, co wydaje się najważniejsze dla przystosowania silnika TSI do zasilania gazem, to utrzymanie żywotności i trwałości wtryskiwaczy benzynowych. Jak wiadomo przejście na zasilanie LPG związane jest z odłączeniem dostarczania benzyny czyli zamknięciem wtryskiwaczy. Tu pojawia się główny problem, gdyż właśnie benzyna pełni funkcję chłodzenia i smarowania wtryskiwaczy. Całkowite wyłączenie ich z pracy, bez konsekwencji uszkodzenia, wymaga cyklicznego ich otwierania. Jednym z rozwiązań jest podawanie ciekłego LPG właśnie poprzez wtryskiwacze benzyny z wykorzystaniem układu ,,zamieniającego” rodzaj wtryskiwanego paliwa. Systemy wtrysku gazu w fazie ciekłej pozwalają na uzyskanie 100% udziału LPG, jednak instalacje te są drogie, a również nie pozbawione różnych dolegliwości związanych z obsługą i serwisem.
Wtrysk LPG w fazie lotnej przy bezpośrednim wtrysku benzyny to sprawdzone rozwiązanie
Innym rozwiązaniem jest zastosowanie systemów wtrysku LPG w fazie lotnej czyli poprzez dodatkowe wtryskiwacze gazowe. Jest to równoznaczne z cyklicznym otwieraniem wtryskiwaczy benzyny. W efekcie do silnika zasilanego gazem dostarczana jest również dodatkowo niewielka porcja etyliny. Mamy więc system zasilania stricte "dwupaliwowego", w którym bilans ekonomiczny jest nieco mniejszy od standardowych rozwiązań, gdzie stosuje się tylko jedno paliwo. Średnio udział w mieszance wynosi dla LPG 80- 85 % oraz dla Pb 15-20% Pb. Podsumowując użytkownik otrzymuje do dyspozycji system, który charakteryzuje się zdecydowanie krótszym okresem zwrotu z inwestycji w stosunku do systemów fazy ciekłej .