Słowa kluczowe: LPG, LPG, paliwo gazowe, skład, charakterystyka.

LPG to mieszanina węglowodorów o niskiej masie cząsteczkowej z trzema lub czterema atomami węgla, czyli: propan, propylen, n-butan, izobutan, buteny w różnych proporcjach. Produkcja tego paliwa wywodzi się z przeróbki ropy naftowej w rafineriach i oddzielenia (odgazowania) gazu ziemnego (metan-etan).

Skroplone gazy ropopochodne mogą również zawierać niewielkie ilości metanu, etylenu, pentanu i pantenów oraz wyjątkowo węglowodory, takie jak butadieny, acetylen i metyloacetylen.

Te ostatnie węglowodory są obecne tylko jako produkty uboczne produkcji olefin do zastosowań petrochemicznych. Oprócz węglowodorów, czasami można znaleźć związki siarki (merkaptany i alkilosiarczki) w bardzo małych ilościach, które mają jednak pewne znaczenie ze względu na korozyjność produktu.

Główne cechy

LPG są gazami łatwo skraplającymi się w temperaturze otoczenia pod niskim ciśnieniem (4-18 atmosfer): ta cecha umożliwia łatwiejsze przechowywanie i transport niż w przypadku gazów nieskraplających się, takich jak metan, etan, etylen , które wymagają bardzo wysokich ciśnień w celu skroplenia w temperaturze pokojowej.

· Rafinowane LPG są generalnie prawie bezwonne i skrajnie łatwopalne ze względu na ich dużą lotność. W kontakcie z powietrzem mogą tworzyć mieszaniny wybuchowe. Aby lepiej je rozpoznać lub wykryć ewentualne wycieki, nadaje się im określony zapach za pomocą odpowiednich substancji (merkaptanów).

• LPG nie są naprawdę toksyczne: mają co najwyżej niewielką siłę znieczulającą, jeśli są wdychane przez długi czas i mogą powodować migreny i rozstrój żołądka.

 

• LPG wydostając się w postaci płynnej z pojemnika pod ciśnieniem odparowuje wytwarzając zimno: w kontakcie ze skórą powoduje charakterystyczne oparzenia zwane „zimnymi oparzeniami”.

Właściwości fizykochemiczne gazu płynnego (krzywa destylacji, prężność pary, ciężar właściwy, wartość opałowa, sprawność silników itp.) Zależą od zawartości różnych węglowodorów.

Produkty komercyjne bardzo się od siebie różnią. Ponadto ich prężność par, ciężar właściwy i właściwości przeciwstukowe są bardzo wrażliwe na zmiany temperatury otoczenia. Metody obliczania liczby oktanowej są najnowsze (silnik ASTM-CFR w warunkach pracy Motor Method Standard ASTM D 2623).

Testy wykazały, że wskaźnik 92 powinien być uważany za minimalną wartość dla tankowania samochodów, które używają tego rodzaju paliwa. Płyny LPG zawierające węglowodory olefinowe (w szczególności propylen) mogą powodować zjawiska detonacji i przedwczesnego zapłonu, które są tym bardziej wrażliwe, że zawierają one więcej węglowodorów olefinowych, a stopień sprężania silnika jest wyższy. .

To samo można powiedzieć o LPG o dużej zawartości n-butanu. W związku z tym NGPA, organ odpowiedzialny w Ameryce za ujednolicenie norm, przewiduje, że LPG (specyfikacja HD-5) musi zawierać maksymalnie 5% objętościowych propylenu.

Porównanie z benzyną

Wartość opałowa LPG jest praktycznie równa wartości opałowej benzyny, jeśli jest wyrażona w kilokaloriach na kilogram paliwa, ale wartości te będą bardzo różne, jeśli będą wyrażone w kilokaloriach na litr paliwa ciekłego w temperaturze 15 ° C.

Ta różnorodność wynika z różnicy gęstości między LPG a benzyną: średnio gęstość LPG w 15 ° C wynosi 0.555 kg / litr, a benzyny 0.730 kg / litr. Silnik zasilany benzyną rozwija od 10 do 12% więcej mocy, ale wykazuje również wyższe jednostkowe zużycie i niższą ogólną sprawność niż silnik zasilany LPG.

Ponieważ wartości opałowe dwóch paliw są praktycznie równe, spadek mocy zaobserwowany w przypadku LPG wynika z niższego napełnienia butli, którego przyczyną są:

• Obecność mieszacza między filtrem powietrza a gaźnikiem (spadek ciśnienia w kanale dolotowym powoduje spadek mocy od 5 do 6%). Odpowiednie ułożenie wlotu gazu, uzyskane poprzez perforację gaźnika i zastosowanie dyszy, która kieruje bezpośrednio do najwęższej części zwężki Venturiego, pozwoliłoby na znaczne złagodzenie tej utraty mocy.

 

• Cieplejsza mieszanka, a przez to mniej gęsta, ponieważ parowanie LPG zachodzi w reduktorze-parowniku. Paliwo trafia do gaźnika już gorące, podczas gdy mieszanka powietrza / benzyny jest chłodzona utajonym ciepłem parowania benzyny. Zanotowana utrata mocy jest rzędu 5-6%, z drugiej strony jest nieunikniona, ponieważ aby zapewnić stały stosunek powietrze / paliwo, urządzenie zasilające musi przesyłać LPG już obecny stan gazowy w najwęższej części gaźnika.

Lepsza wydajność LPG

Wzrost ogólnej sprawności LPG w porównaniu z benzyną można wytłumaczyć lepszym spalaniem dzięki większej jednorodności mieszanki gazowo-powietrznej oraz tym, że regulacja mieszadła prowadzona tak, aby uzyskać maksimum mocy przy minimalnym zużyciu, zapewnia nieco uboższą mieszankę. Ale ponieważ LPG o różnym składzie mają również różny ciężar właściwy, następuje inne zużycie wagowe dla tego samego ustawienia mieszalnika.

Ponieważ można uznać, że przy stałej prędkości ilość powietrza wymagana przez silnik jest również stała, każdemu przepływowi gazu będzie odpowiadał inny stosunek powietrza do paliwa. W rezultacie dla LPG o różnym składzie uzyskamy różne zużycie i uzyski, co nie umniejsza faktu, że przy dostosowaniu mieszalnika do każdego rodzaju gazu zawsze będzie rejestrowana maksymalna moc przy minimum konsumpcja.

Zakładając zatem, że stosowanie LPG powoduje utratę mocy około 12%, instalacje na gaz płynny nie pozwalają na uzyskanie mniejszego jednostkowego zużycia paliwa, o ile są odpowiednio uregulowane, to znaczy większą liczbę koni na kilogram LPG.

Mechaniczne zalety LPG

Oprócz czynnika wyłącznie ekonomicznego, jeszcze jeden powód powinien preferować stosowanie LPG niż benzyny: zapewnia on dłuższą żywotność silnika o około 50%.

• Jego spalanie jest bardziej kompletne niż w przypadku paliw płynnych, co powoduje zmniejszenie osadów w komorze spalania i na tłokach: elastyczna praca bez detonacji skutkuje lepszymi warunkami pracy korbowodów, łożysk i narządy pomocnicze.

 

 

• Gazowy charakter paliwa, które dostaje się do silnika, eliminuje działanie mycia ścian cylindra podczas faz dużego przyspieszenia, ze znacznym zmniejszeniem zużycia tulei cylindrowych, tłoków i pierścieni.

 

• Zawory i świece, pomimo wyższych temperatur roboczych, również mają dłuższą żywotność.

Wszystkie te czynniki pozwalają zrezygnować z okresowych przeglądów silnika, które mogą zwiększyć normalną pracę o 50 do 200%. Fakt, że paliwo nie myje cylindrów, zapobiega rozcieńczaniu smaru, a tym samym umożliwia znacznie dłuższą przestrzeń wymiany oleju.

Środki ostrożności przy LPG

Jeżeli dopływ LPG powoduje wzrost lepkości oleju silnikowego, to z drugiej strony powoduje większe utlenianie smaru na skutek wydzielanego ciepła, większe niż w przypadku benzyny i sprzyjające temu brakowi izolacja części (osady na głowicy tłoka)

Aby uniknąć spadku wydajności, konieczne będzie zatem smarowanie silnika zasilanego LPG olejem o mniejszej lepkości niż ten stosowany w silnikach benzynowych - na przykład SAE 30 zamiast SAE 40 - i przywrócenie poziomu lub wykonane z olejów SAE o lepkości o około jedną jednostkę mniejszej od oleju użytego po wymianie.

W zamian za zalety przedstawione przez LPG odpowiada większe zużycie gniazd zaworów, co powoduje brak luzu popychaczy i toastowania zaworów, które pozostają częściowo otwarte.

Zjawisko to jest bardziej zauważalne, gdy silnik jest smarowany olejem nie zawierającym popiołu i dodatków metaloorganicznych. Przy przejściu z zasilania benzyną na gaz LPG konieczne jest stosowanie świec zapłonowych o niższej wartości termicznej, ponieważ jeśli benzyną zasilają ściany wewnętrzne cylindra i komory gazowej eksplozje są rozpylane bardzo drobnymi kroplami, przez co przy chłodzeniu zjawisko to jest mniej zauważalne przy zasilaniu LPG, co powoduje większe nagrzewanie się komór wybuchowych i świec zapłonowych: następuje po utworzeniu mniej wydajnej iskry . Optymalne działanie można przywrócić precyzyjnie używając chłodniejszych świec.

Instalacja LPG

Obwód zasilania silnika zasilanego gazem płynnym składa się ze zbiornika, filtra, regulatora ciśnienia, parownika, gaźnika i odpowiednich przewodów.

Próbka jest pobierana za pomocą rurki zanurzonej w dnie zbiornika, gdzie gaz jest zawsze w stanie ciekłym. W górnej części znajdują się tylko opary, które uniemożliwiałyby pracę silnika przy dużych prędkościach.

Ostatecznie, gdyby LPG pobierano z górnej części zbiornika, skład pozostałego gazu płynnego byłby stopniowo wzbogacany butanem, ze względu na szybsze odparowanie propanu. Spowodowałoby to spadek ciśnienia w zbiorniku i zmniejszenie liczby oktanowej paliwa. Dzięki pobraniu ciekłego LPG z dna zbiornika mieszanka pozostaje praktycznie stała. LPG przechodzi przez pierwszy filtr, a następnie przechodzi, nadal w stanie ciekłym, do części wysokociśnieniowej reduktora (regulator pierwotny), gdzie ciśnienie jest zmniejszane do wartości wahających się od 0,3 do 0,7 kg / cm2, w stosunku do 10 do 14 kg / cm2 w zbiorniku.

Następnie przechodzi do „parownika” (zwykle wbudowanego w regulator ciśnienia): jest to wężownica zanurzona w gorącej wodzie pochodzącej z silnika, w której LPG zamienia się w gaz.

Gaz ten następnie wchodzi do części niskociśnieniowej reduktora (reduktora wtórnego), co powoduje obniżenie ciśnienia do wartości nieco niższej od ciśnienia atmosferycznego (około 5 mm słupa wody) Regulacja tego podciśnienia ma zasadnicze znaczenie dla uzyskania prawidłowego dawkowania paliwo w gaźniku. Regulator będzie wrażliwy na zmiany ciśnienia atmosferycznego i temperatury działając w taki sposób, aby ciśnienie końcowe było zawsze nieco niższe od ciśnienia atmosferycznego, aby zapobiec swobodnemu ucieczce gazu do atmosfery podczas pracy silnika.

Z regulatora pomocniczego paliwo przejdzie do gaźnika, gdzie zostanie zmieszane z powietrzem, które zostanie zasysane do kanału dolotowego.