Instalatii de alimentare cu gaz petrolier lichefiat (gpl)

INSTALATII DE ALIMENTARE CU GAZ PETROLIER LICHEFIAT (GPL)

GENERALITATI

1.1 Alti combustibili neconventionali utilizati in motoarele cu ardere interna

Incepand cu deceniul al VII-lea al secolului XX, au inceput cautarile de noi surse de combustibili pentru motoarele cu ardere interna, pentru a se contracara efectul crizei energetice si pentru reducerea gradului de poluare.

Dintre combustibilii neconventionali utilizati se remarca:

a) Metanolul (alcoolul metilic) care este cel mai simplu alcool primar saturat (CH₃OH). Acesta se prepara din materii organice, din deseuri industriale sau resturi menajere, din petrol, gaze naturale sau carbune. Practic metanolul a fost utilizat pentru prima data in anul 1930 la motoarele de curse.

Metanolul are puterea calorica pe jumatate fata de cea a benzinei, insa prezenta oxigenului in molecula reduce cu 50% aerul minim, astfel incat puterea calorica a amestecului este practic aceeasi cu a benzinei.

Fata de benzina, prezinta urmatoarele avantaje:

caldura de vaporizare a metanolului fiind de 3 ori mai mare decat a benzinei, reducerea de temperatura prin vaporizare este mai mare, permitand o umplere mai buna a cilindrilor, si deci un spor de putere;

permite un raport de comprimare comparativ cu al motoarelor cu aprindere prin compresie, lucru favorizat de calitatile antidetonante;

are limite de inflamabilitate mai largi, ceea ce face posibila folosirea unor amestecuri mai sarace.

Dintre dezavantajele utilizarii metanolului remarcam:

deoarece la aceeasi cantitate de aer disponibil este nevoie de o cantitate dubla de metanol, aceasta presupune dublarea capacitatii rezervorului si a dimensiunilor conductelor si orificiilor de dozare;

pornirea motorului este mai dificila. Pentru contracararea acestui dezavantaj se practica adaugarea in metanol a unei cantitati de benzina in procent de 1020%.

b) Gazoholul un amestec de 90% benzina si 10% alcool etilic. Permite reducerea consumului de combustibili pe baza de hidrocarburi prin folosirea alcoolului etilic, care se obtine din materii vegetale (trestie de zahar, cereale, fructe, cartofi, deseuri vegetale, etc.).

Firma FIAT a construit la sucursala sa braziliana un motor care functioneaza numai cu alcool pur, avantajati de pretul mai redus al acestui tip de combustibil, deoarece Brazilia are resurse importante de trestie de zahar.

In prezent se cauta solutii pentru utilizarea alcoolului etilic si in amestec cu motorina, pentru motoarele cu aprindere prin compresie. Dificultatea consta in cifra cetanica redusa a alcoolilor, care determina intarzierea la autoaprindere.

Motoare care folosesc GPL

Din punct de vedere constructiv, motoarele care utilizeaza GPL sunt asemanatoare cu motoarele cu aprindere prin scanteie (figura 1). Spre deosebire de acestea, motoarele alimentate cu GPL au in loc de carburator o multivalva, care are rolul de a permite trecerea combustibilului spre cilindri in ordinea de functionare a motorului.

Fig1 Schema de principiu a unui motor in patru timpi

1-cilindru; 2-piston; 3-arbore cotit; 4-biela; 5-chiulasa; 6-galerie de admisie; 7-galerie de evacuare; 8-bujie; 9-carter superior; 10-reazeme; 11-carter inferior; SA-supapa de admisie; SE-supapa de evacuare;

AD-arbore de distributie

2 INSTALATII DE ALIMENTARE CU GPL

1 Gazul petrolier lichefiat

Initialele G.P.L. provin din limba engleza unde sunt prescurtarea cuvintelor ,, Liquid Petroleum Gas" si care inseamna gaz din petrol, lichefiat. Astfel se poate spune ca G.P.L. este o hidrocarbura ( adica un amestec de C si H ), obtinute in urma procesului de rafinare a petrolului, ce contine in special butan si propan. Amestecul astfel obtinut, este supus procesului de lichefiere, aceasta stare de agregare fiind mai avantajoasa din punctul de vedere al depozitarii. Din aceasta cauza, un volum de lichid poate produce aproape trei sute de volume de gaz, lucru ce face ca o scurgere de gaz lichefiat sa fie cu mult mai periculoasa decat o scurgere de gaz in faza gazoasa.

O alta caracteristica a G.P.L. in stare lichida este variatia presiunii cu temperatura ( cresterea este exponentiala). Din aceasta cauza, un rezervor de G.P.L. nu se va umple niciodata mai mult de 80%, cu faza lichida.

G.P.L.- ul dizolva substante ca: vaselina, uleiuri, vopseaua, cauciucul natural dar nu corodeaza metalele si aliajele folosite in mod curent. Din aceasta cauza sunt folosite in instalatii furtunuri din cauciuc sintetic si componente din otel inoxidabil.

In faza gazoasa G.P.L. -ul este mai greu decat aerul, formand astfel o ceata la nivelul solului, usor inflamabila si greu de observat iar in stare lichida este mai usor decat apa, din care cauza pe fundul rezervorului pot aparea urme de condens.

In tabelul 1 sunt prezentate principalele caracteristici fizico-chimice ale celor doua gaze care alcatuiesc GPL:

Tab. 1

Caracteristicile fizico-chimice ale gazelor din compunerea GPL

G.P.L. - ul ca orice combustibil, este foarte inflamabil din care cauza este indicat sa nu fie manipulat pe langa flacari deschise sau obiecte cu temperaturi ridicate. De asemenea, chiar daca nu este otravitor, este recomandabil sa nu fie inhalat, datorita proprietatilor halucinogene iar contactul direct cu faza lichida poate provoca degeraturi severe

Cresterea de temperatura provoaca atat variatii importante de presiune, cat si de volum, acesta fiind un factor care trebuie tinut atent sub control, in caz contrar putand conduce la explozia recipientului purtator. Corespondenta dintre unitatea de masa si unitatile de volum in cazul GPL, la temperatura de 15^oC si presiunea atmosferica normala este data de relatiile:

1kg GPL lichid = 1,81 l GPL lichid

1kg GPL lichid = 435 litri de gaz

1 l GPL lichid = 242 litri de gaz

Utilizarea GPL in domeniul tractiunii auto este recomandata in primul rand de avantajele pe care le prezinta in utilizare:

pret mai mic decat benzina

amestec omogen care conduce la o ardere completa

noxe mult diminuate, chiar si la motoarele alimentate prin carburator

amestecul carburant este uscat si nu spala lubrifiantul prezent pe peretii cilindrilor, ceea ce conduce la o durata mai mare de utilizare a uleiului

nu contine apa si evita neplacerile cauzate de aceasta

este lipsit de impuritati esentiale responsabile de mersul neuniform al motoarelor

nu cauzeaza depuneri de calamina

poate fi folosit chiar si la motoarele alimentate prin injectie

capacitate antidetonanta superioara benzinei

Totusi, utilizarea GPL prezinta si unele dezavantaje:

- o scadere de putere cu7,5%, ceea ce conduce la scaderea vitezei maxime cu aproximativ 3%

- o crestere a consumului de combustibil (raport volumetric) cu pana la 8%.

Cadrul legal al instalarii GPL pe autovehicule

In Romania, montarea GPL pe autovehicule este reglementata printr-o serie de acte normative:

OG 21/1992 privind protectia consumatorilor

HG 394/1995 privind obligatiile ce le revin agentilor economici in comercializarea produselor de folosinta indelungata

Ordinul Ministrului Transporturilor nr. 536/1997 privind certificarea si omologarea echipamentelor utilizate la autovehiculele rutiere

Ordinul Ministrului Transporturilor nr. 924/2000 privind modificarea instalatiilor de alimentare a motoarelor autovehiculelor care au fost omologate pentru a circula pe drumurile publice din Romania

Sisteme de alimentare cu injectie de benzina

Spre deosebire de injectia cu motorina, injectia de benzina se poate produce atat in interiorul cilindrului (in capul pistonului) cat si in exteriorul acestuia ( in colectorul sau galeria de admisie). In primul caz injectia se numeste injectie multipunct, deoarece trebuie facuta pentru fiecare cilindru in parte. In al doilea caz, injectia poate fi facuta pentru fiecare cilindru in parte, cu injectorul plasat fie in galeria de admisie inaintea supapei de admisie, in chiulasa, fie efectiv pe fiecare conducta de admisie in parte ( aceasta varianta simplifica constructia chiulasei dar realizeaza un grad mai scazut de omogenitate a amestecului ) sau poate fi realizata pentru toti cilindrii prin plasarea injectorului pe colectorul de admisie, ultima solutie prezentand foarte mult asemanari cu cea care utilizeaza la formarea amestecului, un carburator multiplu.

Din punctul de vedere a duratei de alimentare, sistemele de injectie mai pot fi cu injectie continua si cu injectie discontinua. La sistemul de injectie multipunct, continuu, reglarea sarcinii se realizeaza atat prin modificarea dozei de combustibil cat si a cantitatii de aer admis in galerie (debitul de aer). Cantitatea de aer admisa in cilindrul motorului se modifica prin obturarea galeriei cu o clapeta care, totodata, printr-un sistem de parghii modifica si cantitatea de benzina pulverizata de injector.

Primele realizari in acest domeniu le-a obtinut grupul italian Fiat care in anul 1986 a realizat in productie de serie modelul FIAT CROMA TDI, vehicul echipat cu un sistem de injectie directa de motorina in camera de ardere.

Ulterior, grupul Fiat a adoptat un nou sistem numit Unijet care functioneaza folosind un dispozitiv de inalta presiune (1350 bari) asamblat intr-o rampa comuna de injectie. De aici injectia de motorina in camera de ardere este controlata electronic in functie de turatia motorului si de sarcina la care este supus pe timpul functionarii. In aceasta situatie injectoarele clasice, care se deschid datorita presiunii carburantului, au fost inlocuite cu injectoare cu deschidere electronica comandate de calculator. Timpii de injectie si cantitatea de carburant injectata in camera de ardere sunt controlate electronic de o unitate U.C.E. (unitate de control electronic - Fig. )

Rezultatele au fost remarcabile obtinandu-se :

o silentiozitate ridicata fata de motoarele Diesel obisnuite

cresterea puterii specifice concomitent cu reducerea consumului de carburant si a emisiei poluante.

Fig .2 Sistemul de injectie COMMON RAIL

Grupul FIAT a vandut licenta si dreptul de autor companiei germane Bosch care a perfectionat si comercializat acest produs.

Avantajul principal al acestui sistem consta in faptul ca poate fi adaptat pe orice tip de motor Diesel indiferent de numarul de cilindri, clasica pompa de injectie fiind inlocuita cu o pompa centrala de inalta presiune.

Deoarece la motoarele Otto se aspira in cilindri amestec de aer si benzina, ceea ce facea dificil controlul cantitatii de carburant distribuita in camerele de ardere, si in cazul acestor motoare s-a trecut la injectia de benzina .

Initial s-a folosit injectia de benzina cu dozare mecanica. Sistemul consta intr-o pompa electrica de combustibil, aflata de obicei in rezervorul de carburant, care trimite combustibilul  intr-un distribuitor. De aici combustibilul este trimis spre injectoarele cu deschidere sub presiune aflate in galeria de admisie. Dozarea debitului de benzina se efectueaza cu ajutorul unei clapete aflata pe traseul de admisie a aerului care, prin intermediul unei parghii, actioneaza o membrana aflata in capul distribuitorului.

Desi asigura o mai buna omogenizare a amestecului carburant datorita pulverizarii jetului de combustibil in cilindri si permite reducerea consumului specific de carburant fara a scadea performantele motorului, sistemul prezinta dezavantajul unei dozari a cantitatii de combustibil injectata in cilindri realizata doar de tirajul distribuitorului si a injectoarelor.

Ulterior, acest sistem a fost inlocuit cu un sistem de injectie electronic. Acest sistem este alcatuit dintr-o pompa electrica de joasa presiune (3 bari) aflata la nivelul rezervorului de combustibil, o rampa de injectie si din injectoare cu deschidere electronica comandate de un calculator. Calculatorul (UCE) asigura si dozarea cantitatii de carburant, comandand timpul cat sunt tinute deschise injectoarele.

Rolul UCE este foarte complex. In afara functiilor prezentate mai sus, calculatorul mai preia informatii de la diferiti sesizori de pe motor privind : temperatura lichidului de racire, turatia motorului, presiunea si temperatura in colectorul de admisie, continutul de oxigen din colectorul de evacuare, etc. si in functie de acestea controleaza alimentarea si aprinderea amestecului carburant.

Rezultatul utilizarii acestor sisteme consta intr-o evidenta reducere a consumului de carburant, concomitent cu reducerea poluarii, fara a fi afectate performantele motorului.

La sistemele care folosesc injectia de benzina multipunct (MPI) informatiile primite de UCE referitoare la nivelul concentratiei oxigenului din colectorul de evacuare permit acestuia sa imbogateasca sau sa saraceasca amestecul prin dozarea carburantului, modificand timpul in care sunt mentinute injectoarele in pozitia deschis.

De asemenea UCE, in functie de informatiile primite de la sesizorul de turatie asigura cresterea progresiva a cantitatii de carburant injectata in cilindri corespunzator cresterii turatiei in momentul actionarii pedalei de acceleratie. Pentru situatiile de mers constant, in momentul eliberarii pedalei de acceleratie se opreste complet alimentarea cu carburant, aceasta reluandu-se automat la o turatie de aproximativ 1200 rot/min.

Pentru reducerea poluarii, pe traseul de evacuare a gazelor este amplasat un convertizor catalitic care are rolul de a scinda gazele rezultate in urma arderii.

Convertizorul catalitic este un filtru ceramic de tip fagure care contine oxizi de metale rare, care la temperaturi ridicate au capacitatea de a transforma chimic componentele din gazele evacuate pe timpul functionarii motorului (Fig.3 )

Fig. 3 Convertizor catalitic

In consecinta, ca urmare a echiparii motoarelor cu aprindere prin scanteie cu sistem de injectie de benzina multipunct (MPI) s-au redus semnificativ consumul specific de carburant si emisiile poluante din timpul functionarii motorului.

Tot in ideea de a reduce cat mai mult consumul de combustibil si poluarea, specialistii de la firma Mitsubishi au pus la punct un sistem denumit GDI (gasoline direct injection) care consta in injectarea benzinei direct in camera de ardere, similar cu procedeul folosit la motoarele Diesel.

Carburantul este injectat in cilindrii motorului pe timpul cursei de compresie in apropierea punctului mort superior si datorita unei degajari din capul pistonului, este directionat spre electrozii bujiei care asigura aprinderea prin scanteie a amestecului care se formeaza in cilindru  (Fig. 4.) .

	Fig . 4  Comportamentul jetului de carburant la sistemele cu injectie directa de benzina

Fig. 5 Arderea cu amestec foarte sarac

Sistemul GDI permite functionarea motorului cu un raport al amestecului aer-carburant de pana la 55:1. Tinand seama ca raportul optim de ardere a benzinei pentru sistemele de alimentare clasice este de 14,5:1, rezulta ca motoarele echipate cu GDI functioneaza cu o cantitate mult mai mica de carburant, lucru realizat datorita injectiei directe a benzinei in camera de ardere si concentrarii combustibilului in jurul bujiei.

Prin faptul ca se injecteaza carburantul aproape de punctul mort superior al cursei pistonului, nu se creeaza o dispersie a vaporilor de benzina, datorita conditiilor de presiune mai ridicate decat la motoarele Otto clasice (raport de compresie 12:1 fata de 10,5:1), arderea este violenta asigurand conditia pentru dezvoltarea unui lucru mecanic chiar mai ridicat decat la motoarele echipate cu M.P.I.(Fig. 5. si Fig. 6.).

Fig. 5 Arderea cu amestec foarte sarac

Prin adoptarea acestui sistem s-au imbunatatit considerabil performantele in ceea ce priveste consumul si poluarea fata de motoarele Otto

Consumul specific s-a redus cu pana la 35% fata de varianta M.P.I. in conditiile in care performantele dinamice au crescut. Astfel, un motor echipat cu G.D.I. dezvolta o putere cu 10% mai mare decat un motor echipat cu M.P.I. la aceeasi cilindree si putere a motorului

Se constata ca prin utilizarea sistemului GDI combinata cu utilizarea dispozitivului auxiliar de depoluare EGR emanatiile poluante ale motoarelor scad cu aproximativ 30 % fata de utilizarea sistemelor clasice de alimentare.

Fig Diagrama comparativa a puterii si a momentului

util al motorului pentru sistemele MPI si GDI

Un alt avantaj remarcabil il reprezinta faptul ca, dupa ce pistonul comprima aerul aspirat, carburantul injectat in apropierea punctului maxim de comprimare ajuta si la o racire a camerei de ardere asigurand un regim termic propice de functionare in conditiile in care arderea carburantului este aproape completa si deci degajarea de caldura in urma arderii este mai mare. Din punct de vedere constructiv, sistemul G.D.I. se deosebeste de sistemul M.P.I. prin faptul ca injectoarele nu se mai afla in colectorul de admisie ci in camerele de ardere iar pompa furnizeaza presiune de 50 bari fata de cca. 3 bari la MPI . ( Tabelul Nr.1.)

Considerentele de poluare au condus la crearea de catre specialistii in motoare a unui alt dispozitiv periferic suplimentar numit E.G.R. (exhaust gas recirculation - reciclarea gazelor de evacuare). Acesta are rolul de a reintroduce gazele de evacuare in camera de ardere in conditii precise de turatie, sarcina si temperatura a motorului, reducandu-se considerabil gradul de poluare corespunzator reducerii cantitatii de gaze evacuate in atmosfera .

Fig .7 Diagramele comparative ale emanatiilor

poluante pentru sistemele clasic si GDI

Rezulta ca prin folosirea acestor sisteme periferice scade considerabil consumul specific de combustibil, se imbunatatesc performantele dinamice ale motoarelor si se diminueaza emanatiile poluante pe timpul functionarii lor. Mai mult, sistemele de alimentare cu combustibil sunt mai simple si pot fi folosite la orice motor din tipul respectiv, indiferent de numarul si pozitia cilindrilor.

Pentru exemplificare, prezint sistemul de alimentare cu injectie de benzina utilizat la autoturismele Dacia Logan.

La aceste autoturisme, sistemul de alimentare este de tip Bosch - Monotronic M.A.1.7. Acesta este format din urmatoarele componente:

UNITATEA CENTRALA DE INJECTIE care se afla montata pe colectorul de admisie si este formata din urmatoarele parti:

Regulatorul de presiune

Injectorul

Potentiometrul clapetei de acceleratie

Motorasul de reglare la ralanti

Regulatorul de presiune este alcatuit dintr-o membrana elastica reglabila ce mentine o presiune constanta (aprox 1 bar) a carburantului in circuit.

Injectorul este pozitionat deasupra clapetei si realizeaza o pulverizare foarte fina si omogena a carburantului. Functionarea injectorului este comandata de unitatea de control electronica ( E.C.U.)

Potentiometrul clapetei de acceleratie transmite unitatii de control electronic pozitia clapetei ( unghiul α - una din marimile de baza ale injectiei )

Motorul de reglare a ralantiului regleaza turatia in functie de comanda data de unitatea de control electronica ( E.C.U.), prin actionare asupra clapetei.

SENZORUL DE TURATIE se afla montat pe carterul ambreiaj al cutiei de viteze si transmite unitatii de control electronice (E.C.U.) turatia motorului.

UNITATEA DE CONTROL E.C.U. se afla montata pe coloana amortizorului dreapta fata. Pe baza celor doua marimi ( turatia si unghiul clapetei - care da necesarul de sarcina ) unitatea de control electronic determina timpul de baza al injectiei. Tot unitatea de control electronica preia si alte informatii asupra stari motorului cum ar fi: - temperatura motorului, de la senzorul de temperatura, aflat pe placa de inchidere a chiulasei.

Temperatura aerului este controlata de la senzorul de temperatura aflat pe unitatea centrala de injectie

Continutul de oxigen din gazele de esapament este urmarit de la sonda λ (lambda) - sonda de oxigen. Aceasta se afla montata pe tubul de coborare primar al galeriei de evacuare.

Toate acestea sunt informatii care sunt inregistrate de E.C.U. si prelucrate pentru optimizarea functionarii motorului.

BOBINA DE INDUCTIE este montata pe placa de inchidere a chiulasei si este comandata de unitatea de control electronic E.C.U. si realizeaza o distributie stationara de tensiune.

Principiul de functionare a instalatiilor de alimentare cu GPL

GPL in faza lichida iese din rezervor prin multivalva si este condus spre compartimentul motor prin intermediul unei conducte. Conducta traverseaza o electrovalva GPL care permite curgerea acestuia numai cand motorul este pornit si comutatorul este in pozitia "GPL" (figurile 8 si 9).

In compartimentul motorului este amplasat reductorul-vaporizator, unde GPL intra si suporta o scadere de presiune, simultan cu trecerea in faza gazoasa; de la reductor, GPL ajunge in mixerul aer/combustibil, care, plasat pe traseul de admisie, elibereaza un debit de gaz corespunzator cu solicitarea motorului, incat sa asigure carburatia optima functie de stilul de conducere, consum si emisia de noxe.

Pe durata functionarii cu GPL, electrovalva de benzina intrerupe alimentarea cu benzina a motorului, in timp ce in cazul functionarii cu benzina, alimentarea cu GPL a motorului este intrerupta de catre electrovalva GPL.

Fig. 8 Instalatie de alimentare cu GPL

1-reductor-vaporizator; 2-electrovalva GPL; 3-multivalva;

4-rezervor GPL; 5comutator-indicator; 6-electrovalva benzina;

7-mixerul gaz-aer

Fig. 9 Instalatie de alimentare GPL cu rezervor cilindric

Ansamblul sistemului de alimentare alternativa cu GPL

Elementele componente ale instalatiei

In functie de sistemul de injectie folosit, sistemul de alimentare cu G.P.L., cuprinde cateva componente distincte.

Schimbarea sistemului de alimentare la masinile care folosesc injectia de benzina, spre deosebire de cele care folosesc alimentarea clasica prin carburator, implica folosirea unui reductor vaporizator electroasistat, a unui comutator conectat la sistemul original al masinii, a unui mixer specific si a altor componente electrice si mecanice.

In principiu, fie ca sunt sisteme M.P.I. (multi point injection), sau S.P.I. (single point injection), mixerele folosite sunt de mai multe feluri, in functie de punctul de alimentare cu G.P.L. sau de forma lor constructiva (cu alimentarea centrala, radiala sau plate), putand fi montate in diverse puncte ale galeriei de admisie sau a regulatorului de amestec. De obicei mixerele plate sunt folosite la sistemele de injectie S.P.I., plasate intre regulatorul de amestec si injector iar ca mod de alimentare, sunt cu alimentare radiala.

a) Rezervorul

Rezervorul de G.P.L. este cea mai mare componenta a instalatiei care se monteaza in general in partea din spate a masinii, in portbagaj si niciodata in compartimentul motorului. In general are o forma cilindrica, bombata la capete dar poate fi si toroidal, de diferite capacitati, in functie de autovehiculul pe care se monteaza. Rezervorul se monteaza permanent pe vehicul fara contact metal pe metal, in afara punctelor de ancorare. De obicei, pe rezervor se mai monteaza si urmatoarele accesorii:

Limitatorul de umplere la 80% din capacitatea rezervorului

Indicatorul de nivel

Supapa de suprapresiune

Supapa de izolare cu limitator de debit

Carcasa etansa care acopera accesoriile de pe rezervor

In stare montata, cu autovehiculul gata de pornire, rezervorul nu trebuie sa se gaseasca la mai putin de 200 mm de suprafata solului.

Producatorul rezervorului a facut verificarea la o presiune cu mult mai mare decat cea la care este supus acesta in realitate, in asa fel incat sa ofere depline garantii in functionare sau in situatii accidentale. Din acest punct de vedere, instalatia este garantata cu un nivel de maxima securitate. O alta masura de siguranta consta in faptul ca rezervorul nu se va umple niciodata la intreaga lui capacitate, una din componentele instalatiei si anume limitatorul de umplere, asigurand umplerea numai la 80% din capacitate.

Rezervoarele trebuie sa corespunda normelor impuse de Regulamentul 67 - ECE ONU. Ele sunt sunt de doua feluri: cilindrice si toroidale (figura 10), avand dimensiuni adaptate pentru diferite tipuri de autovehicule. Rezervoarele trebuie sa fie montate fix, fara posibilitati de miscare.

a b

Fig. 10 Rezervoare GPL

a-cilindric; b-toroidal

b) Multivalva

Multivalva (figura 11) este un ansamblu de elemente mecanice si hidraulice care se monteaza pe rezervor. La umplerea rezervorului, G.P.L. -ul va trece prin miltivalva, astfel incat, o multivalva de buna calitate, va permite trecerea usoara a lichidului in compartimentul rezervorului. Totodata pentru a asigura limita de umplere, multivalva este dotata cu un dispozitiv cu flotor, care blocheaza admisia de G.P.L. la atingerea nivelului admis. Nivelul de umplere al rezervorului mai este indicat si prin intermediul unui indicator cu cadran, divizat in general in patru parti corespunzatoare nivelurilor de umplere, plus o parte care o constituie rezerva de G.P.L.

De asemenea, pe multivalva se afla doua robinete care sunt in pozitie normal deschisa si care blocheaza circuitele de umplere al rezervorului si de alimentare a motorului cu G.P.L., in cazul unor interventii de intretinere sau accidente.

In dreptul robinetului de alimentare al motorului, se gaseste o supapa care previne scurgerea accidentala a gazului in cazul distrugerii conductei de alimentare a motorului si care se activeaza numai in cazul unor accidente.

In afara tuturor acestor componente, mai exista si o supapa de suprapresiune pentru golirea rezervorului in exterior, la depasirea unor valori limita a presiunii gazului.

Multivalvele se diferentiaza dupa forma constructiva a rezervorului folosit, cilindric sau toroidal precum si dupa dimensiunile rezervorului, functie de unghiul de montaj prescris.

Fig. 11 Multivalva

Practic, multivalva indeplineste urmatoarele functiuni:

permite realimentarea cu GPL prin intermediul unei supape cu inchidere automata la atingerea a 80% din capacitatea rezervorului, fiind dirijata de un dispozitiv mecanic cu flotor

preia GPL in faza lichida din rezervor prin intermediul unei conducte imersionate in GPL

indica nivelul de GPL prin intermediul unui sistem magnetic de vizualizare pe un disc cu patru sectoare plus inca unu de rezerva

intrerupe automat fluxul de GPL prin intermediul unei supape interne in cazul sesizarii unui exces de flux, corespunzator ruperii conductei dintre rezervor si compartimentul motor

este robinet de inchidere a circuitului de incarcare si de alimentare in caz de urgenta sau lucrari de intretinere

Multivalva poate fi echipata optional cu un senzor electronic care, conectat la un indicator special, transmite la bord conducatorului auto nivelul de combustibil din rezervor (figura 12).

Fig. 12 Multivalva cu senzor

c) Carcasa ermetica

Carcasa etansa (figura 13) este un element de siguranta foarte important. Ea se monteaza pe multivalva (pe rezervor) si asigura eliminarea eventualelor pierderi de G.P.L. in exteriorul autovehicolului prin intermediul a doua conducte care au la capatul dinspre exterior doua conveiere pentru crearea curentilor de aer pe timpul deplasarii. Locasurile prin care ies cele doua conveiere nu trebuie plasate in apropierea unor surse de caldura ( de exemplu teava de esapament).

Rezistenta la impact, sigura, este practica si usor de deschis. Poate fi confectionata integral din plastic sau din aluminiu si plastic, fiind echipata cu doua prize de ventilatie si doua mufe (spre reductor si spre priza externa de alimentare). Capacul carcasei etanse este din material plastic transparent si permite observarea multivalvei si a indicatorului mecanic de nivel.

Fig. 13 Carcasa ermetica

d) Reductorul - vaporizator

Este o componenta de baza a instalatiei, care permite schimbul termic necesar pentru o vaporizare a G.P.L.- ului si reducerii presiunii acestuia la valori apropiate de cea atmosferica la care se alimenteaza motorul. Caldura necesara vaporizarii G.P.L. - ului provine din circuitul de racire al motorului (figura 14). Reductorul de presiune primeste amestecul G.P.L. in stare lichida prin intermediul supapei G.P.L. si a multivalvei, de la rezervorul G.P.L., la o presiune de pana la 10 bari si prin incalzirea acestuia, il transforma in vapori. Din aceasta cauza lichidul de racire a motorului este indicat sa fie lichid antigel.

Reductorul - vaporizator este prevazut cu doua trepte de reducere a presiunii GPL care asigura stabilitatea atat la valori inalte cat si la valori joase ale presiunii. Debitul de gaz necesar motorului la mersul in gol este obtinut prin intermediul conductei principale de gaz, gratie depresiunii generate de motor.

Fig. 14 Incalzirea reductorului - vaporizator

Reductorul - vaporizator include un dispozitiv electronic de pornire cu un sistem de siguranta incorporat care intrerupe alimentarea si inchide electrovalvele de gaz in cazul opririi voluntare sau accidentale a motorului.

e) Electrovalva GPL

Este plasata pe conducta de GPL intre rezervor si reductor, in compartimentul motor si intrerupe debitul de gaz in timpul functionarii cu benzina sau cand motorul este oprit. Tensiunea de alimentare este identica cu cea folosita de intreaga instalatie electrica a automobilului.

Corpul electrovalvei este proiectat sa reziste la o presiune de 45 bar. Electrovalva este constituita dintr-un corp care contine un filtru de impuritati si care are practicate doua orificii, intrare si iesire. La partea superioara are montata o bobina electromagnetica. Aceasta are pozitia normal inchisa si permite trecerea lichidului numai cand bobina primeste tensiune si atrage miezul magnetic care este corp comun cu obturatorul, permitand in acest fel curgerea GPL de la rezervor catre reductorul-vaporizator (figura 15).

Fig. 15 Electrovalve GPL

f) Electrovalva de benzina

Este plasata pe conducta de benzina intre pompa de benzina si carburator si intrerupe debitul de benzina in timpul functionarii cu gaz (figura 16).

Este destinata echiparii numai a autovehiculelor care au pompa de benzina mecanica cu membrana. Modul de constructie si functionare este asemanator electrovalvei GPL, cu singura deosebire ca este normal deschisa. In momentul in care bobina primeste tensiune, miezul magnetic impinge obturatorul care blocheaza debitul de benzina spre carburator, in momentul in care se doreste functionarea cu GPL.

Fig. 16 Electrovalva benzina

g) Mixerul (valva de mixare, amestecatorul)

Are rolul de a produce amestecul carburant aer - gaz. Este un dispozitiv mecanic care, bazat pe efectul Venturi, asigura o amestecare corespunzatoare aer/combustibil atat in conditii dinamice cat si statice. Impreuna cu reductorul - vaporizator optimizeaza functionarea atat cu gaz cat si cu benzina.

Se compune din:

un corp care reproduce in parte forma corpului carburatorului original sau forma colectorului de admisie

un difuzor de forma unui tub Venturi constituit din doua parti tronconice dimensionate optim, incat sa induca o scadere de presiune in zona de curgere, zona in care sunt practicate o serie de orificii prin care curge gazul (figura 17).

Fig. 17 Mixer

h) Conductele de inalta presiune

Conducta de inalta presiune reprezinta traseul de conducte cuprins intre rezervor, multivalva si vaporizator, precum si partea de alimentare.

Conductele au diametrul exterior de 6 sau 8 mm si grosimea peretelui de 1mm. Sunt confectionate din cupru sau din aliajele acestuia, cu sectiune rotunda si protejate in PVC:

Ele sunt testate la o presiune de 45 de bari si sunt usor de indoit pentru copierea traseului. Traseul se va stabili departe de teava de esapament ( cel putin 100 mm ) sau de orice alta sursa de caldura iar teava se va fixa la intervale regulate (cel putin din 800 in 800 mm ) prin cleme. De asemenea se va urmari ca traseul pe care se monteaza sa nu fie expus deteriorarii in cazul rularii pe teren accidentat, lovirii cu materiale antrenate de roti, abordarii unei borduri sau ridicarii pe cric sau elevator. Inaintea bransamentelor se va spirala pentru atenuarea vibratiilor.

Instalatia electrica

Este o componenta importanta a sistemului de alimentare alternativa cu GPL. Modulul electronic de control are urmatoarele functii principale;

selector gaz/benzina si indicator al combustibilului utilizat prin intermediul a 2 led-uri

pornire cu gaz cu un sistem automat de temporizare pentru imbogatirea amestecului de pornire (starter); pozitia mediana a comutatorului inchide simultan electrovalvele GPL si benzina (figura 18)

vizualizarea nivelului de GPL din rezervor prin intermediul a 5 leduri

dispozitiv electronic de siguranta care intrerupe alimentarea electrovalvei GPL in cazul opririi accidentale a motorului

In functie de schema electrica a autovehiculului se poate utiliza conductorul galben din schema din figura 18 pentru anularea semnalului electric in circuitul injectoarelor si pompei de benzina prin conectarea directa la releul electronic existent sau prin montarea in amonte a unui releu electronic suplimentar.