MOTORI POGONJENI GASOM (LPG, CNG)

MOTORI POGONJENI GASOM (LPG, CNG)

80 2

U novije vrijeme, kada se sve više osjeća poskupljenje klasičnog benzin i dizel goriva, sve više se svjetski proizvođači automobila okreću primjeni alternativnih pogona svojih motora.

Jedna od tih alternativa su motori pogonjeni gasom za koje postoje nekoliko prednosti.

MOTORI POGONJENI GASOM

380

1. Prirodni gas je čišći od većine goriva i manje zagađuje okolinu.

2. Vozila na prirodni gas se smatraju opasnim, ali u stvari su sigurnija od vozila na benzin na osnovu dosadašnjeg iskustva i fizičkih karakteristika prirodnog gasa.

MOTORI POGONJENI GASOM

480

3. Zato što je gorivo koje čisto sagorijeva, prirodni gas smanjuje potrebno održavanje vozila.

4. Snabdijevanje prirodnim gasom je osigurano za predvidivu budućnost (narednih 170 godina).

5. Prirodni gas je generalno jeftiniji po litarskom ekvivalentu od benzina.

MOTORI POGONJENI GASOM

580

Vrste prirodnog gasa:

a) tečni naftni gas (propan butan) - LPG – liquefied petroleum gas, ib) komprimirani prirodni gas - CNG – compressed natural gas.

MOTORI POGONJENI GASOM

680

LPG nastaje preradom nafte, odnosno hlađenjem naftnog gasa na minus 164°C.

Prvi put je proizveden 1910. godine od strane Dr. Walter Snelling (Pittsburgh , Pennsylvania), a prva komercijalna upotreba u automobilu zabilježena je 1912. godine.

Trenutna potrošnja ovog energenta je 3% ukupne energetske potrošnje u svijetu.

MOTORI POGONJENI GASOM

780

1. LPG je smjesa propana C3H8 (oko 60%) i butana C4H10 (oko 40%).

2. CNG nastaje komprimiranjem prirodnog gasa na 200-220 bar. Glavni sastojak prirodnog gasa je metan CH4 (oko 75%).

3. Hemijski sastav prirodnog gasa:• metan (CH4) 70-90• etan (C2H6) 5-15• propan (C3H8) i butan (C4H10) < 5• CO2, N2, H2S, ... Balans sastojci

MOTORI POGONJENI GASOM

880

• Propan-butan plin izgara potpuno, pa tako ne dolazi do gubitka goriva u ispusnim plinovima, a niti do emisije štetnih čestica čađi, pepela ili slično. Izlazni plinovi ne sadrže otrovne sastojke poput olova ili sumpora, a emisije toksičnog ugljičnog monoksida su znatno smanjena (2 do 5 puta!). Emisija ugljen monoksida, posebno opasnih kod visokih temperatura, smanjena je za 30 - 65%, a ugljen dioksida 12%. Jedino čega više izlazi iz ispušne cijevi motora pogonjenih propan-butan plinom je - vodena para.

80 9

Ako bi se postavilo pitanje zašto CNG umesto benzina ili dizela onda bi svakako odgovor glasio da se to predlaže zbog toga što je CNG:

• EFIKASNIJE GORIVO • ČISTIJE GORIVO • BEZBEDNIJE GORIVO • JEVTINIJE GORIVO • OBEZBEĐUJE NIŽE TROŠKOVE

ODRŽAVANJA MOTORA I VEĆU KOMERCIJALNU EFIKASNOST VOZILA

80 10

Ako svaku od ovih karakteristika treba kratko obrazložiti onda treba reći da je CNG:

• Efikasnije gorivo jer ekvivalentna količina CNG-a u odnosu na benzin i dizel daje veće performans-efekte motora bez dodatnih tehnoloških obrada kao što se to čini kod benzina i dizela. Uz efikasno paljenje motora u ekstrmeno teškim uslovima rada, pa čak i kod izuzetno nisskih tempareatura.

• Čistije gorivo jer u produktima sagorevanja ima znatno manje štetnih sastojaka po zdravlje ljudi i imovinu.

• Obezbeđuje niže troškove državanja motora jer usporava degradaciju delova motora, produžava vek zamene ulja u motoru za duplo, obezbeđuje mirniji rad motora, a kao rezultat svega i veću komercijalnu efikasnost vozila.

80 11

• Autoplin zbog svojih karakteristika ima povoljan utjecaj na motor. Trajnost motora se uvećava za cca 35 % u odnosu na benzin, tiši je rad motora, cilindri se manje troše, veća trajnost ulja u motoru, trajnost katalizatora i lambda sonde se udvostručuje.Potpuno sagorijevanje smjese plin-zrak u cilindrima motora ne dovodi do gubitka goriva u ispušnim plinovima. Ispušni plinovi su čišći.

80 12

Da iskoriste visoku oktansku vrijednost gasa od oko 130 oktana za razliku od benzina koji ima 80-95

1380

SVJETSKA PROIZVODNJA PRIRODNOG GASA (m3)

MOTORI POGONJENI GASOM

Danas više od 40 proizvođača širom svijeta proizvodi motorna vozila sa pogonom na gas ili u kombinaciji gas sa motorom SUS ili električnim motorom.

1480

• Bi-fuel konverzija motora na benzin: motor pogoni ili benzin ili plin.

• Dual-fuel konverzija motora na dizel: na praznom hodu, motor troši 100% dizel.

Čim vozilo krene i poveća mu se brzina, sve se više prirodnog gasa ubrizgava u motor, do oko 80% gasa i 20% dizela.

Obzirom na princip rada motora sa unutrašnjim sagorijevanjem 20% dizel goriva služi kao inicijalno zapaljenje glavne smjese gasa i vazduha.

MOTORI POGONJENI GASOM

1580

1680

1780

1880

1980

(31 BiH)

2080

2180

2280

2380

2480

2580

2680

2780

2880

2980

3080

3180

3280

3380

3480

3580

Dual-fuel motori (Diesel motori)

BIRZGALJKA ZA DUAL-FUEL MOTORE

MOTORI POGONJENI GASOM

3880

• Jedan od vodećih proizvođača plinskih uređaja, talijanski LANDIRENZO

• OMEGAS, može djelovati u dva režima – 1.kao korektor, prevodeći naredbu za ubrizgavanje benzinskog injectiona ili

2. kao potpuno samostalni, paralelni sistem koji sam adaptira ubrizgavanje plina.

80 40

• Radi se o sekvencijalnom ubrizgavanju plina za svaki cilindar posebno, no određivanje stepena i količine ubrizganog plina ovdje se razlikuje od klasičnog ubrizgavanja plina. Naime, dok IGS zasebno proračunava količinu plina potrebnog za ubrizgavanje na temelju podataka od senzora i lambda sonde, OMEGAS koristi podatke kontrole jedinice ugrađenog (benzinskog) motor managmenta ECU. Na osnovu podatka ECU-a o količini benzina koja bi trebala biti ubrizgana u cilindre, OMEGAS proračunava ekvivalent energije, odnosno količinu plina kako bi se kompenzirala oktanska razlika između goriva.

80 41

• Princip rada motora na gas/plin bit će dat na primjeru LANDI RENZO sistema dobave gasa benzinskom motoru

LANDI RENZO OMEGAS LPG komponente za 4-cilindrični motor

1 – IG1 regulator pritiska – isparivač2 – senzor temperature vode3 – filter 4 – zajednički brizgači5 – ulazni brizgači6 – ECU – Electronic Control Unit – centralna procesorska jedinica7 – gas/benzin prekidač8 – priključak za punjenje rezervoara gasom9 – LPG višestruki ventil10 – rezervoar gasa

MOTORI POGONJENI GASOM

4280

• ECU jedinica ima zadatak da kontroliše rad motora na pogon benzinom, generišući podatke i pohranjujući ih u bazu podataka. Tako generisani podaci kasnije se koriste i definišu rad gasnih injektora, tj. određuju vrijeme otvorenosti i količinu ubrizganog gasa.

• ECU jedinica ima zadatak da obezbijedi istu količinu energije putem gasa, kao što je to moguće ostvariti putem sagorijevanja benzina u motoru.

MOTORI POGONJENI GASOM

4380

• Konverzija vremena ubrizgavanja benzina u vrijeme ubrizgavanja gasa zasnovana je na bazi parametara, koje dobiva ECU, a to su:- pritisak gasa u zajedničkom vodu, - temperatura gasa,

- temperatura rashladne vode,

- broj obrtaja motora,

- napon baterije (akumulatora).

MOTORI POGONJENI GASOM

4480

UTJECAJNI PARAMETRI NA RAD MOTORA SA POGONOM NA GAS

MOTORI POGONJENI GASOM

4580

• Dobava gasa vrši se putem zasebnih brizgača u svaki cilindar pojedinačno.

• Startovanje motora se odvija normalno sa benzinom, a u hitnim uslovima moguće je startovanje motora sa gasom uz pomoć prekidača.

• Kada vozač želi koristiti gas kao pogon, brizgači na benzin su deaktivirani i ECU jedinica upravlja radom brizgača na gas.

MOTORI POGONJENI GASOM

4680

• Ukoliko je prekidač u poziciji za rad motora na gas, a želi se startovati motor, ECU jedinica provjerava uslove koji moraju biti ispunjeni da bi se to i ostvarilo. Tečni gas koji se nalazi u rezervoaru na odgovarajućem pritisku i temperaturi okoline, prevodi se u gasno stanje u regulatoru pritiska i podešava na izlazni pritisak koji je 1 bar veći od pritiska u usisnom vodu.

MOTORI POGONJENI GASOM

4780

• LANDIRENZO software omogućava preciznu obradu podataka, tako da nije potrebno posebno podešavanje gasne opreme na motoru.

• Osim što upravlja radom gasnih brizgača, LANDIRENZO OMEGAS ECU takođe kontroliše i ostale funkcije u svrhu kompletnog rada sistema, kao što je nivo gasa u rezervoaru, rad solenoidnih ventila (jedan se nalazi na rezervoaru i jedan na samom regulatoru pritiska), prebacivanje na rad benzinom kada se isključuje rad na gas, itd.

MOTORI POGONJENI GASOM

4880

LPG REGULATORI PRITISKA

za radne pritiske do 30 bar; izlazni pritisak 1 bar

za radne pritiske od 2,5 do 30 bar; izlazni pritisak 1 bar

IG1 dvofazni regulator pritiska – isparivač LI02 jednofazni regulator pritiska – isparivač

CNG REGULATORI PRITISKA

radni pritisak od 15 do 260 bar, a izlazni od 1,5 do 9,5 bar (zavisno od verzije)

radni pritisak od 15 do 260 bar, a izlazni od 1,5 do 9,5 bar (zavisno od verzije)

NG1 regulator pritiska NG2 regulator pritiska

• Osnovni dijelovi opreme i njihova funkcija

4980

Regulator bi se trebao servisirati na svakih 50000 pređenih kilometara.

LPG REGULATORI PRITISKA

za radne pritiske do 30 bar; izlazni pritisak 1 bar

za radne pritiske od 2,5 do 30 bar; izlazni pritisak 1 bar

IG1 dvofazni regulator pritiska – isparivač LI02 jednofazni regulator pritiska – isparivač

CNG REGULATORI PRITISKA

radni pritisak od 15 do 260 bar, a izlazni od 1,5 do 9,5 bar (zavisno od verzije)

radni pritisak od 15 do 260 bar, a izlazni od 1,5 do 9,5 bar (zavisno od verzije)

NG1 regulator pritiska NG2 regulator pritiska

• Osnovni dijelovi opreme i njihova funkcija

5080

max pritisak 3 bar

Prekidači LPG – CNG filter

• Osnovni dijelovi opreme i njihova funkcija

5180

Gasni filter je potrebno na 10000 kilometara ocistiti, a na 20000 zamjeniti.

max radni pritisak 3 bar

LPG – CNG LR OMEGAS brizgači Brizgač radni pritisak od 0,8 do 3 bar

veličina 1 - do 15kW/cilindru snage motora (zeleni poklopac brizgača) veličina 2 - od 15 do 30 kW/cilindru snage motora (crni poklopac brizgača) veličina 3 - od 30 do 45 kW/cilindru snage motora (bijeli poklopac brizgača)

• Osnovni dijelovi opreme i njihova funkcija

5280

ono što je budućnost u plinskoj industriji i tek uzima maha, je multipoint ubrizgavanje plina, pri kojem svaki cilindar zasebno dobiva plin preko elektrobrizgaljki plina. Sistem je u mnogočemu bolji, ali isto tako i dosta skuplji.

odgovara za sistem do 8 brizgača

uređaj za pokazivanje nivoa punjenja; radni pritisak 15 bar; max pritisak 67,5 bar;

mehanički limiter na 80% napunjenosti rezervoara; sigurnosni toplotni osigurač; sigurnosni ventil za prekomjerni pritisak

Mikroprocesor 16 bit 50MHz LPG ventil za punjenje

• Osnovni dijelovi opreme i njihova funkcija

5380

LPG ventil za priključak rezervoara od 0°

• Osnovni dijelovi opreme i njihova funkcija

5480

LPG ventil za priključak rezervoara od 30°

• Osnovni dijelovi opreme i njihova funkcija

5580

LPG ventil za priključak rezervoara od 90°

• Osnovni dijelovi opreme i njihova funkcija

5680

radni pritisak 7 do15 bar; max. pritisak 67,5 bar

LPG toroidalni rezervoar LPG cilindrični rezervoar

• Osnovni dijelovi opreme i njihova funkcija

5780

LPG toroidalni rezerovar sa priključkom od 0°

• Osnovni dijelovi opreme i njihova funkcija

5880

Znači normalan radni pritisak je  u rasponu od 8-13 bara,  sigurnosni ventil na boci reaguje posle 25, a sama boca je atestirana na 60-70 bara.Proizvodaci testiraju rezervoar na pritisak od 30 bara

LPG toroidalni rezervoar sa priključkom od 30°

LPG cilindrični rezervoar sa priključkom od 30°

• Osnovni dijelovi opreme i njihova funkcija

5980

Proizvodaci testiraju rezervoar na pritisak od 30 bara

U rezervoaru se TNG nalazi pod pritiskom, obično pet-šest bara, zbog čega je u tečnom stanju (odatle i potiče naziv tečni naftni gas).

CNG rezervoarOznaka za homologaciju rezerovoara

1 for Germany, 2 for France, 3 for Italy, 4 for the Netherlands, 5 for Sweden, 6 for Belgium,7 for Hungary, 8 for the Czech Republic, 9 for Spain, ... 31 for Bosnia and Herzegovina,

• Osnovni dijelovi opreme i njihova funkcija

6080

CNG rezervoari

• Osnovni dijelovi opreme i njihova funkcija

6180

Postoji nekoliko proizvođača na tržištu, koji nude različite sisteme, kojima se vrši dobava gasa u motor, kao što su: “BEDINI JUNIOR” , “LOVATO” , “LANDIRENZO” “MARINI” , "BIGAS” , “TARTARINI” , “CAR-GAS” ili “VEBER” ‘’DIEGO’’, ‘’PRINS’’ itd.

Sistemi napajanja motora plinom

6280

Sistemi napajanja motora plinom

6380

Sistemi napajanja motora plinom

6480

Kontrola sistema za dobavu gasa kao pogonskog sredstva na motornim vozilima na stanicama tehničkog pregleda data je dijagramom toka u Praviliniku o tehničkim pregledima vozila (Sl. glasnik BiH 13/07).

Kontrola plinskih uređaja i instalacija na vozilu

6580

Napomena: Ispitivanje vozila u koji je ugrađen gasni uređaj smije obavljati samo ovlašteni kontrolor tehničke ispravnosti vozila u za taj posao ovlaštenoj stanici tehničkog pregleda.

Kontrola plinskih uređaja i instalacija na vozilu

6680

Kontrola ugradnje (položaja) multiventila na rezervoaru

Položaj naljepnice na rezervoaru LPG-a

Nedozvoljen položaj cijevi visokog pritiska izduvnoj cijevi

Kontrola plinskih uređaja i instalacija na vozilu

6780

• Na rezervoaru se nalazi multiventil (grupni) koji, zavisno od izvedbe, ima jedan, dva ili tri sigurnosna ventila + dva manuelna ventila. U slučaju da pritisak u rezervoaru poraste preko 30 bara otvoriće se sig.ventil koji će višak pritiska izbaciti van automobila. U slučaju kidanja ili pucanja odlazne cijevi ventil će reagovati i automatski zatvoriti izlaz. Pored svega navedenog, kao dodatnu zaštitu, multiventil nedozvoljava punjenje rezervoara preko 80 posto ukupne zapremine (zbog povećanja temperature gas se širi i raste pritisak).

80 68

a) položaj rezervoara, b) prekidač za pogon vozila na gas, odnosno benzin, c) priključak za punjenje gasom

Putnički automobil Citroen Xsara – oprema ga pogon motora na LPG

a) b)

c)

Primjeri ugradnje LPG odnosno CNG sistema na motorna vozila

6980

Položaj CNG rezervoara na kombiniranom vozilu (kombi vozilu)

Primjeri ugradnje LPG odnosno CNG sistema na motorna vozila

7080

Primjer ugradnje opreme na pogon LPG-om na vozilu Mitsubishi Outlander

Primjeri ugradnje LPG odnosno CNG sistema na motorna vozila

7180

• Brzi razvoj motorizacije neminovno je doveo i do preispitivanja koja vrsta goriva za motorna vozila, pored dobro poznatog benzina i dizela, mogu zadovoljiti sve oštrije ekološke i bezbjedonosne zahtjeve i tako omogućiti prihvatljiv daljnji razvoj drumskog saobraćaja.

ECE propisi za vozila sa

pogonom na gas

7280

• Zahtjeve koje treba da ispune motorna vozila sa stanovišta ekologije a koja koriste LPG i CNG kao pogonsko gorivo postavljeni su u dva ECE pravilnika.–ECE R 49/04 -jednoobrazni propisi o homologaciji

dizel-motora i motora na prirodni gas (PG) kao i otto-motora na tečni gas (LPG) i vozila opremljenih dizel-motorima i motorima na PG i otto-motorima na LPG, u pogledu emisije zagađivača iz motora.

–ECE R 83/05 - jednoobrazni propisi o homologaciji vozila u odnosu na emisije zagađivača iz motora od goriva koje zahtijeva motor

ECE propisi za vozila sa

pogonom na gas

7380

Zahtjeve koje treba da ispune motorna vozila sa stanovišta bezbjednosti a koja koriste LPG i CNG kao pogonsko gorivo postavljeni su u tri ECE pravilnika.

–ECE R 67/01 - jednoobrazni propisi o (I) homologaciji specifične opreme motornih vozila sa pogonom na LPG, (II) homologaciji vozila opremljenih sa specifičnom opremom za pogon na LPG u pogledu ugradnje te opreme.

ECE propisi za vozila sa

pogonom na gas

7480

–ECE R 110 - jednoobrazni propisi o homologaciji (I) specifične opreme motornih vozila sa pogonom na CNG, (II) vozila u pogledu ugradnje specifične opreme homologovanog tipa za pogon na CNG

–ECE R 115 - jednoobrazni propisi o homologaciji: (I) Specifičnih LPG zamjenljivih sistema koji se ugrađuju u motorna vozila za korišćenje LPG u pogonskom sistemu, (II) Specifičnih CNG zamjenljivih sistema koji se ugrađuju u motorna vozila za korišćenje CNG u pogonskom sistemu.

ECE propisi za vozila sa

pogonom na gas

7580

• Imajući u vidu sadašnju situaciju u pogledu regulative i nepostojanja adekvatnih popisa po pitanju korišćenja LPG i CNG, nadležni Institut za standardizaciju BiH bi trebao hitno zavesti red u ovoj oblasti, koja sve više uzima svoj dio obima prometa u praksi.

REZIME

7680

Da li ugradnjom plina gubimo na brzini i da li su performanse vozila manje?

•  Prilikom ugradnje klasične plinske instalacije na brzini se gubi cca 5%, a na snazi cca 10%, dok je rad motora tiši i mirniji. Kod direktnog ubrizgavanja (FLYING INJECTION) gubitak snage je gotovo zanemariv, a po testovima proizvođača plinskih uređaja iznosi manje od 2%.

80 77

SAOBRAĆAJNI FAKULTETDOBOJ

HVALA NA PAŽNJI

7880