Posts Tagged ‘Instalacja LPG’

Instalacja LPG

Posted: 16 lutego 2019 in prace magisterskie
Tagi:

Instalacja urządzeń zasilających LPG w pojazdach samochodowych jest określona artykułami Przepisów Wykonawczych Kodeksu Drogowego i Ruchu wydanego przez Ministerstwo Transportu. Artykuły te podają w kolejności części instalacji, które muszą mieć homologację oraz opisują sposób instalowania różnych komponentów. Przeprowadzający próbę z ramienia Regionalnych Inspektoratów Motoryzacji, kontrolują czy różne komponenty zostały zainstalowane zgodnie z normami i weryfikują zachowanie się różnych części podczas prób, poddając je ciśnieniu hydraulicznemu 45 bar.

Przeprowadzenie próby, na żądanie użytkownika, może być przeprowadzone przez firmę instalującą. Instalacja LPG nie wymaga modyfikacji samochodu, a tylko podłączenia niektórych komponentów. Śledząc schemat na rys. LPG płynny poprzez rury wysokociśnieniowe przechodzi od zbiornika do silnika.

Tutaj po przejściu przez elektrozawór, LPG dochodzi do reduktora-parownika i przekształca się w gaz. Wszystko to odbywa się dzięki wodzie przychodzącej z instalacji chłodzącej samochodu. W tym miejscu LPG gazowy o niskim ciśnieniu osiąga mieszalnik. Instalację uzupełniają różne urządzenia i komponenty zarówno mechaniczne jak i elektroniczne, które mogą spełniać funkcje optymalności użytkowania i bezpieczeństwa.

Zbiorniki

Zbiornik LPG jest elementem instalacji o dużych rozmiarach i musi być zainstalowany w tylnej części samochodu wykorzystując w tym celu bagażnik lub też miejsce, w którym normalnie mocowane jest koło zapasowe. Tradycyjną formą zbiornika jest walec (cylinder) mający wypukłe spody. Rynek oferuje zbiorniki tego typu o różnorodnych wymiarach, co pozwala dobrać właściwy zbiornik do każdego pojazdu biorąc pod uwagę także specjalne wymagania użytkownika i wyjście kompromisowe między uzyskiwanym zasięgiem, a wypełnieniem powierzchni bagażnika.

Najbardziej nowoczesnym osiągnięciem jest zbiornik w kształcie koła zapasowego. Także tego typu zbiorniki są produkowane w różnych wymiarach i pojemnościach, aczkolwiek ogólnie nieco mniejszych od pojemności zbiorników cylindrycznych. Oferują za to więcej niż wystarczającą swobodę wykorzystania bagażnika. Instalacja zbiornika toroidalnego (kołowego) jest znacznie bardziej korzystna, jeżeli chce się mieć do dyspozycji całą powierzchnię bagażnika.

Dotyczy to szczególnie samochodów kombi, gdzie płaskość powierzchni bagażnika jest znacznie częściej wykorzystywana. Zbiornik w każdym przypadku musi być zespolony z karoserią przy pomocy specjalnego systemu umocnień.

Wszystkie produkowane zbiorniki przed sprzedażą muszą być zgodnie z przepisami sprawdzone próbą ciśnieniową 45 bar. W każdej partii 100 zbiorników jeden jest poddawany próbie rozerwania, która musi przejść przy ciśnieniu ponad 10 bar. Jeżeli nie zostanie rozerwany cała partia zbiorników zostaje odrzucona.

Próby te wykonywane są przez Urząd Motoryzacji Publicznej a ich surowość jest powszechnie znana, mimo iż ciśnienie normalnie wytwarzane przez LPG jest rzędu kilku barów.

Innymi słowy, stosowane zbiorniki są jednym z elementów znacznie przewyższającymi wymiarami normy bezpieczeństwa dla całego pojazdu. Blacha zbiornika grubości 3-4 mm, jest wykonana ze stali o wysokiej jakości, obrabianej termicznie, co gwarantuje wysoki stopień wydłużania złamaniowego i pozwala na uniknięcie pęknięć także w wypadku, gdy zbiornik ulegnie deformacji na skutek gwałtownego uderzenia. Praktyczne doświadczenie ukazuje, że także w następstwie bardzo silnego uderzenia, zbiornik LPG pozostaje cały, jako jedna z niewielu części pojazdu. W wypadku zderzenia zbiornik zachowuje niezmieniony kształt, robiąc sobie miejsce między blachami uszkodzonej karoserii, które są cieńsze i łatwiej ulegają deformacji. Należy więc jak najszybciej pozbyć się uprzedzeń, dotychczas bardzo rozpowszechnionych, dotyczących niebezpieczeństwa stosowania zbiornika. Bardziej prawdziwe jest stwierdzenie, że zbiornik w samochodzie tworzy „dodatkowy zderzak” niż że jest on „bombą na pokładzie”. Szczególną uwagę należy zwrócić na fakt, że zbiornik nie może być nigdy napełniony płynnym LPG w 100%. Dopóki nawet niewielka część jego pojemności zawiera LPG w stanie gazowym, ciśnienie, które panuje we wnętrzu zbiornika jest równe napięciu pary od otrzymanej mieszanki LPG do tej temperatury a więc dotyczy wartości ciśnienia, w każdym przypadku niskiego w stosunku do wytrzymałości zbiornika. Jeżeli natomiast zbiornik jest całkowicie wypełniony płynnym gazem, ciśnienie może osiągnąć wartości bardzo wysokie.

LPG płynny ma w rzeczywistości współczynnik rozszerzalności sześciennej dość wysoki, rzędu 0,002-0,0025°C – 1 tzn. 2000 większy od stali i tak jak prawie wszystkie płyny jest mało ściśliwy. Jest więc oczywiste, że wzrostowi temperatury odpowiada rozszerzalność LPG płynnego, który jeżeli znajduje się

wewnątrz zamkniętego pojemnika, może osiągnąć jakiekolwiek ciśnienie. W takim przypadku ciśnienie mniej zależy od płynnego LPG, a bardziej od wytrzymałości zbiornika. Aby uniknąć niebezpieczeństwa związanego z wyżej wymienioną sytuacją przepisy przewidują, że zbiornik nie może być napełniony płynnym LPG w ilości ponad 80% pojemności. W tym celu został zainstalowany wielozawór (następny rozdział), który zapobiega temu poprzez pływak i odpowiedni system blokujący. Napełnienie ograniczane do 80% zapewnia wystarczający margines bezpieczeństwa. W rzeczywistości niezbędne jest przegrzanie LPG o ponad 80°C ponad temperaturę otoczenia, tak aby jego rozszerzalność spowodowała całkowite wypełnienie zbiornika. Amplitudę cieplną tak wysoką można otrzymać tylko przy pożarze a nie w normalnych warunkach użytkowania. Na końcu należy dodać, że osiągnięcie całkowitego wyletnienia zbiornika oznacza wyłącznie zapoczątkowanie warunków niebezpieczeństwa, natomiast nie oznacza, że zbiornik zamierza wybuchnąć, ponieważ ma on w dalszym ciągu całkowitą zdolność stali do rozciągania się, zanim osiągnie stopień rozłamania.

Wielozawory

Umieszczony jest w zbiorniku LPG i składa się z kompletu urządzeń mechanicznych na tyle kompleksowych aby mógł on spełniać liczne funkcje, a w szczególności:

1) Napełnianie – poprzez wielozawór przechodzi LPG w czasie fazy tankowania. Dobry wielozawór nie powinien stawiać zbyt dużego oporu przepływającemu LPG, a także powinien skracać czas napełniania zbiornika.

2) Ograniczenie tankowania – zgodnie z przepisami i warunkami bezpieczeństwa , zbiornik nie powinien w żadnym wypadku być napełniony w nadmiarze. Ilość max. LPG płynnego wynosi 80% pojemności całkowitej zbiornika. Pozostałe 20% będzie zajęte przez opary LPG i pozwoli płynowi rozszerzyć się w razie ewentualnych wzrostów temperatury, nie osiągając nigdy całej wewnętrznej pojemności zbiornika. Do czasu kiedy w zbiorniku jest jeszcze miejsce dla nawet niewielkiej ilości pary, nie ma możliwości powstania niebezpiecznego ciśnienia. Aby otrzymać właściwy limit

napełniania, wielozawór wyposażony jest w urządzenie, które połączone z pływakiem, wyskakuje przy osiągnięciu max. dopuszczalnego poziomu, blokuje dalszy dopływ LPG. System ten jest bardzo ważny i godny zaufania, choć nie można wykluczyć, że w przyszłości zostanie zastąpiony systemem elektronicznym, jeszcze bardziej precyzyjnym i pewnym.

3) Wskaźnik poziomu – dzięki parze magnesów, z których jeden jest umieszczony wewnątrz i sztywno z urządzeniem związanym z pływakiem, a druki umieszczony na zewnątrz i połączony z małą wskazówką. Możliwe jest uzyskanie wskazania poziomu LPG będącego w zbiorniku. Kontrolka zazwyczaj podzielona jest na cztery części + jedna dla rezerwy. Czasami na żądanie klienta lub w wypadku gdy całe urządzenie pomiarowo-kontrolne okaże się niewygodne ze względu na usytuowanie zbiornika, wielozawór może być wyposażony w odpowiednie przetworniki elektroniczne, które połączone z odpowiednimi obwodami, pokazują prowadzącemu pojazd poziom paliwa przy pomocy diody świecącej lub też innego, analogicznego systemu.

4) Pobieranie LPG – wielozawór pozwala na pobieranie LPG płynnego poprzez rurę nurkującą zwróconą w kierunku dna zbiornika. Wielozawór musi mieć w każdym przypadku sekcje (przegrody), które umożliwiają przelew (przekazanie) bez zbytnich strat ładowania max. wielkości, których wymagają silniki.

5) Przechwytywanie (przejmowanie) – na wielozaworze znajdują się dwa kraniki przeznaczone do przejmowania odpowiednio rury napełniania i rury pobrania. Na ogól kraniki te pozostają otwarte, ale mogą zostać zamknięte w przypadku konieczności przeprowadzenia konserwacji, uderzenia itd. Kiedy wielozawór okazuje się trudno dostępny, niezbędne jest przygotowanie systemu sterującego na odległość (jest to w zasadzie ściągacz), który pozwala zamknąć z łatwością rurę pobrania.

6) Nadmiar przepływu – wzdłuż rurociągu przeznaczonego do pobrania gazu, znajduje się zawsze wewnątrz wielozaworu urządzenie zwane „zaworem nadmiernego przepływu”. Jest to system zdolny do zamknięcia skokowego przepływu kiedy nośność okaże się wyższa od tej określonej wartości wytarowanej. W praktyce zawór nadmiernego przepływu ma za zadanie blokowanie ucieczki gazu kiedy na skutek uderzenia nastąpiło przerwanie (złamanie) rury doprowadzającej do silnika. Działanie tego zaworu jest ograniczone tylko do wyjątkowych przypadków. Należy zaznaczyć, że jego zamknięcie nie może być hermetyczne, ponieważ spowodowałoby to możliwość ponownego uzbrojenia.

Są różne typy wielozaworów przeznaczone do zbiorników o różnych wymiarach, zarówno cylindrycznych jak i toroidalnych (kołowych). Biorąc pod uwagę wymagania aby nie zajmowały one zbyt dużo miejsca, są obecnie produkowane wielozawory do zainstalowania na zbiornik o różnym nachyleniu od osi poprzecznej.

Za granicą. Wielozawór jest rozwiązaniem bardzo istotnym, ponieważ wymaga tylko wykonania jednego otworu w zbiorniku i grupuje wszystkie czynności w jednym urządzeniu. W innych krajach do dzisiaj stosuje się instalowanie oddzielnych zaworów, każdy przeznaczony do spełniania określonych funkcji. Niektóre przepisy zagraniczne przewidują oprócz urządzeń, w które wyposażony jest wielozawór, dodatkowy zawór bezpieczeństwa zdolny do wyrzutu na zewnątrz określonej ilości LPG w wypadku jeżeli ciśnienie wewnątrz zbiornika przekroczy wskaźniki wytarowania.

Pojemnik częściowo hermetycznykomora szczelna

Pojemnik ten jest bardzo ważnym elementem wewnątrz systemu zasilania LPG silników samochodów, biorąc pod uwagę system bezpieczeństwa. W rzeczywistości korzystne jest, gdy LPG w razie ulatniania się gazu lub ze względu na inne motywy, ma możliwość wypłynięcia na zewnątrz samochodu, unikając w ten sposób znalezienie się w środowisku mało korzystnym, a więc potencjalnie niebezpiecznym. Wszystko to zależy w dużej mierze od konstrukcji i odpowiedniego montażu w samochodzie pojemnika częściowo hermetycznego.

Może on być skonstruowany z różnych materiałów (aluminium). W środku podstawy jest wykonany otwór umożliwiający oparcie pojemnika na pierścieniu skurczowym mocowania zbiornika i dla umożliwienia wielozaworowi jego własne oparcie na pierścieniu skurczowym zbiornika. Uszczelki zapewniają perfekcyjną izolację z otoczeniem zewnętrznym. Komora szczelna posiada dwie rury wentylacyjne, które jak można zobaczyć na rysunku, kontaktują wnętrze pojemnika ze sferą zewnętrzną. Na rurach tych umocowane są przy pomocy opasek, dwa przenośniki (transportera) powietrza, które mają za zadanie umożliwić cyrkulację powietrza. We wnętrzu zbiornika obu rur biegną odpowiednie rurociągi zasilania LPG do silnika i rurociąg idący od ujęcia ładowania. Pokrywka jest zrobiona przeważnie z materiału plastycznego, przezroczystego, który spełnia funkcję szkła powiększającego. Jego prawidłowa odległość od wielozaworu pozwala na powiększenie obrazu wskaźnika poziomu, pomagając łatwo i natychmiast odczytać poziom płynu w zbiorniku. Dziabanie pojemnika częściowo hermetycznego bazuje na perfekcyjnej szczelności, która umożliwia zachowanie czystego środowiska oraz powietrza w jego wnętrzu.

Rura wysokociśnieniowa

Rura ta normalnie wykonana z miedzi wyżarzonej jest przystosowana do ciśnienia roboczego 45 bar i może być zginana przy użyciu odpowiednich przyrządów. Rura łączy zbiornik z elektrozaworem i następnie z reduktorem- parownikiem.

Rury są połączone z urządzeniami poprzez odpowiednie złączki.

Rura powinna być zamocowana na spodzie samochodu, w odległości od rury wydechowej i punktów wzmocnienia samochodu, w regularnych odstępach, za pomocą odpowiednich opasek wyposażonych w śruby samo wkrętne. Połączenia w miejscach podatnych na wibracje, muszą być wykonane z wężownic lub ze spiral elastycznych.

Reklamy