Porównanie instalacji gazowych. Jaki system LPG wybrać?

LPG już od kilkunastu lat jest w Polsce popularną i znacznie tańszą alternatywą dla benzyny. Silniki z biegiem lat stawały się coraz bardziej zaawansowane: od zasilania gaźnikowego, przez wtrysk jednopunktowy, wielopunktowy, aż po, najbardziej nowoczesny, wtrysk bezpośredni. Nic dziwnego, że ewoluowały też instalacje gazowe. Przyjrzyjmy się, jak to wyglądało na przestrzeni lat.

Instalacje gazowe I generacji

Jest to najstarszy i zarazem najprostszy typ instalacji LPG, z powodzeniem stosowany w samochodach z silnikami o zasilaniu gaźnikowym, nieposiadającymi katalizatora i sondy lambda. Instalacja gazowa I generacji pozbawiona jest elementów elektronicznych, opiera się więc wyłącznie na prawach fizyki i mechaniki.

Układ I generacji wykorzystuje zmienne podciśnienie panujące w kolektorze dolotowym. Gaz w fazie ciekłej uwalniany jest ze zbiornika przez wielozawór i przewodami trafia do reduktora-parownika, zamontowanego pod maską. Zimny silnik uruchamiany jest na benzynie i musi pracować na niej tak długo, aż gorąca ciecz chłodząca nie ogrzeje reduktora-parownika, tak aby ten był w stanie przemienić gaz z fazy ciekłej w lotną i dostosować ciśnienie gazu do wartości optymalnej dla silnika.

Ciśnienie gazu obniżane jest w komorze redukcyjnej urządzenia, do osiągnięcia wartości 0,45-0,65 bara (w zależności od typu reduktora). Dopływem gazu do reduktora-parownika steruje elektrozawór. W nim też znajduje się filtr ciekłego gazu, który zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń do dalszych elementów układu. Gaz w fazie lotnej trafia następnie do mieszalnika, którego zadaniem jest tworzenie mieszanki gazowo - powietrznej. Element ten montowany jest przed przepustnicą. Tak przygotowana mieszanka dostaje się do kolektora dolotowego i dalej, do komór spalania.

Zobacz też: Kalkulator LPG: ile zaoszczędzisz jeżdżąc na autogazie 

Koszt instalacji gazowej I generacji wraz z montażem wynosi 1000-1200 zł. System znajduje zastosowanie w samochodach, których konstrukcja sięga lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych XX wieku, np. w Ładzie Samarze, Fiacie Uno, Volkswagenie Golfie, Oplu Kadecie czy Polonezie.

Główną wadą tego systemu jest brak możliwości dynamicznej regulacji składu mieszanki w zależności od obciążenia silnika. Podejmując decyzję o kupnie leciwego samochodu, z zamiarem przerobienia go na zasilanie LPG, lepiej zdecydować się na model wyposażony już we wtrysk paliwa, tak aby możliwym było zamontowanie nowocześniejszej instalacji gazowej. Warto bowiem wiedzieć, że instalacja LPG pierwszej generacji powoduje zazwyczaj znaczny spadek mocy i osiągów auta (nawet o jedną czwartą), zwiększając jednocześnie spalanie gazu, względem spalania benzyny (wzrost o 20-30 proc.). Wymaga też częstszej regulacji.

Instalacje gazowe II generacji

Ten typ instalacji gazowej, podobnie jak wcześniejszy, wykorzystuje zmienne warunki podciśnieniowe, pozwala już jednak na regulację składu mieszanki. Instalacja ta przeznaczona jest dla starszej generacji silników, ale wyposażonych we wtrysk benzyny (jedno- lub wielopunktowy) i posiadających sondę lambda. W odróżnieniu od poprzedniej generacji, opisywaną instalację można montować w samochodach, wyposażonych w katalizator.

Zasada działania instalacji LPG II generacji jest podobna, jak poprzedniczki, z tą jednak różnicą, że zawiera ona moduł elektroniczny, sterujący składem dawkowanej mieszanki gazowo-powietrznej. Odbiera on i analizuje sygnały wysyłane przez sondę lambda, czujnik położenia przepustnicy i czujnik prędkości obrotowej wału korbowego i na tej podstawie wzbogaca, bądź zubaża mieszankę.

Instalacja II generacji wymaga zastosowania emulatora wtryskiwaczy benzyny, który odcina ich zasilanie w momencie przełączenia paliwa na gazowe, niejako oszukując silnik, jakoby wtryskiwacze wciąż pracowały. Dalej jest to jednak instalacja mieszalnikowa, przez co niezalecana dla nowoczesnych silników, zwłaszcza tych, wyposażonych w plastikowy kolektor dolotowy. Istnieje bowiem ryzyko powrotu płomienia z komory spalania i wybuchu gazu w kolektorze. Tak zwane strzały w kolektor mogą się zakończyć całkowitym zniszczeniem kolektora, wykonanego z tworzyw sztucznych.

Koszt montażu instalacji LPG II generacji wynosi 1500-2000 zł. Taka instalacja gazowa najlepiej sprawdza się w samochodach z jednopunktowym wtryskiem paliwa, wyprodukowanych na początku lat dziewięćdziesiątych, np. w Peugeocie 205, Volkswagenie Golfie III, Oplu Astrze F czy Fiacie Punto.

Użytkownicy Toyoty Cariny i pierwszego modelu Avensis (sprzed liftingu) chwalą sobie instalację II generacji, pomimo zastosowania w ich silnikach wtrysków wielopunktowych. Ale posiadacze tych aut powinni zasięgnąć opinii, jak motor w ich samochodzie będzie sprawował się we współpracy z tym nieskomplikowanym systemem. Wadą w stosunku do nowocześniejszej instalacji sekwencyjnej jest większy spadek osiągów (do 15 proc. w stosunku silnika benzynowego).

Instalacje gazowe III generacji

Najmniej popularny typ instalacji LPG, będący niejako pośrednim pomiędzy II a IV generacją. Trudno obecnie spotkać nowe takie zestawy, gdyż rynek zdominowały systemy sekwencyjne.

W instalacji gazowej III generacji wyeliminowano mieszalnik, zastępując go specjalnym dozatorem. Wykorzystując silnik krokowy, podaje on odpowiednią dawkę gazu do dystrybutora, a ten z kolei przekazuje gaz do kolektora ssącego, skąd ten zasysany jest wraz z powietrzem do komór spalania. Do wad systemu niewątpliwie zaliczyć należy jednopunktowy mechanizm rozpylania mieszanki gazowo-powietrznej. Oznacza to, że każdy cylinder otrzymuje taką samą ilość mieszanki w tym samym czasie.

Instalacje LPG III generacji znalazły zastosowanie w silnikach wyposażonych w wielopunktowe wtryski paliwa oraz kolektor dolotowy wykonany z tworzyw sztucznych, jednak z uwagi na ryzyko powrotu płomienia, nie są optymalnym wyborem. Koszt takiej instalacji wraz z montażem wynosi 1600-2300 zł.

Instalacje gazowe IV generacji – tzw. sekwencyjne

Obecnie jest to najczęściej montowany typ układów zasilania LPG, tak zwana instalacja sekwencyjna. Niewiele droższa od dwóch poprzednich, bo kompletna wraz z montażem kosztuje co najmniej 1800 zł; warto wydać jednak trochę więcej: 2200-2500 zł, inwestując w komponenty najbardziej uznanych producentów. Pozornie większy wydatek zwróci się z nawiązką w czasie bezawaryjnej i przyjaznej dla silnika eksploatacji.

Podstawową cechą odróżniającą „sekwencję" od instalacji LPG III generacji jest zastosowanie tylu wtryskiwaczy gazu, ile cylindrów posiada silnik. Są one montowane w kolektorze dolotowym. Tak samo jak przy zasilaniu benzynowym, momenty otwarcia wtryskiwacza oraz czasy jego pracy określane są osobno dla każdego cylindra. Dawkowaniem gazu za pośrednictwem centralki instalacji LPG steruje oryginalny komputer silnika, przez co nie ma konieczności stosowania emulatorów, a parametry pracy jednostki napędowej są bardzo zbliżone do zasilania benzynowego.

Za cały proces odpowiada osobna listwa wtryskiwaczy gazu, posiadająca dodatkowo czujniki ciśnienia i temperatury gazu. Dzięki tak precyzyjnemu sterowaniu, pogorszenie osiągów samochodu i wzrost spalania na gazie, są praktycznie niezauważalne. Jeśli występują, nie przekraczają zazwyczaj 10 proc. wartości osiąganych na benzynie.

Warunkiem dobrego działania jest jednak prawidłowy montaż i właściwa regulacja takiej instalacji. Do bezawaryjnej pracy systemu wtryskowego niezbędne jest paliwo o najwyższej czystości, dlatego też, instalacje gazowe IV generacji zaopatrzone są w filtr gazu w fazie lotnej.

Reduktor-parownik jest wyposażony w czujnik temperatury cieczy chłodzącej. Dzięki temu silnik, po osiągnięciu właściwej temperatury przełącza się samoczynnie na zasilanie gazem. Systemy sekwencyjne zalecane są do większości nowoczesnych silników benzynowych, wyposażonych w wielopunktowy wtrysk paliwa, kilka sond lambda oraz katalizator. Są bezpieczne dla silnika i eliminują ryzyko cofania się płomienia.

Nieco inaczej sytuacja ma się w przypadku silników, wyposażonych w bezpośredni wtrysk paliwa. Wtryskiwacze benzynowe wkręcone bezpośrednio do komór spalania narażone są na bardzo wysoką temperaturę. Aby nie uległy przegrzaniu, muszą być chłodzone. Odbywa się to poprzez cykliczny dotrysk benzyny, co oczywiście oznacza jej zużycie (średnio około 3 litrów na każde przejechane 100 kilometrów). Poddaje to w wątpliwość sens montażu tego typu instalacji gazowych w silnikach z bezpośrednim wtryskiem paliwa, gdyż koszty eksploatacji mogą być zbliżone do tych, ponoszonych przy jeździe na samej benzynie.

Warto wspomnieć o systemach lubryfikacji, czyli układach dozujących środki, mające za zadanie ochronę gniazd zaworowych w silniku. Spalanie gazu wytwarza wyższą temperaturę niż spalanie benzyny i w niektórych modelach pojazdów (np. w niektórych Fordach i Hondach) powstaje konieczność dodatkowego zabezpieczenia gniazd przed wypaleniem. Najbardziej wydajnym systemem lubryfikacji jest podciśnieniowy aplikator płynu, który dozuje środek w sposób automatyczny, w ilości około 1 litra na 10 tysięcy kilometrów. Koszt montażu systemu to 300-400 zł, a za litr płynu zapłacimy 60-100 zł.

Instalacje gazowe V generacji

Te instalacje LPG pozwalają na wtrysk gazu w fazie ciekłej do kolektora dolotowego (konieczność nawiercenia kolektora i montażu w nim wtryskiwaczy gazowych), bądź bezpośrednio do komór spalania za pośrednictwem wtryskiwaczy benzynowych (silniki FSI i TSI).

Układy takie wprowadziła holenderska firma Vialle, obecnie wytwarzają je też inni producenci. System LPi (Liquid Propane Injection) oferowany przez Vialle obejmuje ponad 600 rodzajów instalacji, dostosowanych do konkretnych silników.

Rozszerzeniem systemu V generacji jest instalacja gazowa VI generacji (określenie nieformalne). Zapewnia ona podawanie gazu w sposób najbardziej zbliżony do podawania benzyny i jest optymalnym systemem do zastosowania w silnikach z wtryskiem bezpośrednim. Gaz podawany jest w fazie ciekłej bezpośrednio przez oryginalne wtryskiwacze benzynowe. Likwiduje to istotny problem ich chłodzenia.

Zalety instalacji LPG V generacji są następujące:

• za sterowanie silnikiem (podobnie jak w poprzedniej generacji) odpowiedzialny pozostaje oryginalny komputer benzynowy,
• w prawidłowo zamontowanym i wyregulowanym układzie nie występują straty mocy ani wzrost spalania,
• wyeliminowano konieczność użycia reduktora-parownika, nie zachodzi więc potrzeba ingerencji w układ chłodzenia silnika,
• niewrażliwość układu na czynniki atmosferyczne,
  redukcja emisji CO2.

Pomimo szeregu zalet, instalacja V generacji ma również swoje wady. Najbardziej newralgicznym elementem tej instalacji jest pompa gazu ciekłego, umiejscowiona w butli. Filtr gazu znajduje się za nią, w obudowie zaworów zbiornika. Siłą rzeczy, wszelkie obecne w paliwie zanieczyszczenia przepływają przez pompę, powodując powolne jej niszczenie. W nowszych układach problem rozwiązano, dzięki zastosowaniu pompy łopatkowej ze zintegrowanym wkładem filtrującym.

Pompa jest również wrażliwa na wodę, która wypłukuje z niej olej. W przypadku tankowania kiepskiej jakości gazu, dochodzi do stopniowego zacierania się pompy, co skutkuje obniżeniem ciśnienia gazu w układzie paliwowym. Dlatego tak ważna jest regularna kontrola i ewentualna wymiana oleju w pompie. Istotną barierą dla potencjalnego nabywcy może być wysoki koszt instalacji, wynoszący minimum 4000 zł.

Prawidłowy montaż instalacji LPG okiem fachowca:

Janusz Walczak z serwisu Auto-Gaz w Radomiu:
- Podejmując decyzję o montażu instalacji gazowej podstawową sprawą powinna być ogólna kondycja silnika. Kontrolę zaczynamy od podpięcia auta do komputera i sprawdzenia oraz wykasowania ewentualnych błędów sterownika. Bardzo ważny jest stan sond lambda, świec i przewodów zapłonowych oraz poprawność ustawienia luzów zaworowych. Jeśli silnik pracuje poprawnie na benzynie, powinien równie dobrze pracować na gazie. Oczywiście pod warunkiem prawidłowego, starannego montażu. Istotny jest sposób rozłożenia przewodów, właściwe (względem układu chłodzenia) umiejscowienie reduktora oraz kalibracja instalacji z układem sterującym silnika. Kluczową kwestią jest dobór odpowiedniego rodzaju instalacji i jej poszczególnych komponentów do konkretnego modelu i silnika. Lepiej wydać kilkaset złotych więcej na podzespoły uznanych producentów, niż pozornie zaoszczędzić, a potem borykać się z usterkami i problemami, wynikającymi z wadliwej pracy urządzeń kiepskiej jakości.