kmn
7th-April-2014, 21:18
Znalazłem tekst wydawnictwa Politechniki Krakowskiej. Postanowiłem wkleić z obawy jakby zniknął z internetu ;)
Wklejam połowę tekstu bo więcej sie nie da:) w oryginale są ryciny.
link do tekstu:
http://suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i1/i4/i4/i2/i7/r14427/OleksykP_WplywZasilania.pdf
PIOTR OLEKSYK*
WPŁYW ZASILANIA SILNIKA PALIWEM LPG NA TRWAŁOŚĆ ZAWORÓW
THE INFLUENCE OF LPG SUPPLY ON ENGINE VALVE LIFE
Streszczenie
W artykule opisano badania mające na celu sprawdzenie, dlaczego dochodzi do wypalania gniazd zaworowych oraz zaworów w silnikach, które nie zostały wyposażone w hydrauliczną kompensację luzu zaworowego, a zostały przystosowane do spalania alternatywnego paliwa LPG. Zaprezentowano także wyniki badań po zastosowaniu środków zaradczych w postaci systemu dodatkowego smarowania gniazd zaworowych typu Flash-Lube.
Słowa kluczowe: silnik spalinowy, LPG, zawory silnikowe
142
1. Wstęp
W pojazdach silnikowych powszechnie stosujemy paliwo alternatywne, jakim jest mie- szanina propanu i butanu, znana pod skrótem LPG (Liquified Petroleum Gas). W dobie dro- żejących paliw popularność tego paliwa jest coraz większa. W Polsce zakłady zajmujące się przystosowaniem silników do spalania LPG pojawiły się na początku lat 90. ubiegłego stule- cia, różnica ceny pomiędzy benzyną a gazem (ok 50%) pozwoliła na duży rozwój tej branży na przestrzeni ostatnich dwudziestu lat. Początki to proste silniki wyposażone w gaźniki, następnie jedno- i wielopunktowy wtrysk paliwa do kolektora dolotowego, kończąc obecnie na bezpośrednim wtrysku benzyny do komory spalania. Pierwsze instalacje to dość proste konstrukcje wyposażone w dwustopniowy reduktor gazu oraz mieszalnik gazu wykorzystu- jący zjawisko zwężki Venturiego [2, 3, 5].
Do regulacji ilości podawanego gazu służy ręczny zawór wieloobrotowy, ustalający maksymalny przepływ gazu. Taki system nie zawsze sprawdzał się i często dochodziło do złego doboru mieszalnika lub niewłaściwej regulacji czy też prób regulacji takowej insta- lacji przez właścicieli pojazdów. Konsekwencją tego najczęściej było zubażanie mieszanki gazowo powietrznej, co w konsekwencji prowadziło do podwyższenia temperatury spalania i zwiększonego obciążenia cieplnego komory spalania. Skutkiem tego było wypalanie gniazd zaworowych oraz zaworów [2, 4].
Druga generacja instalacji gazowych to zastąpienie regulatora ręcznego elektrycznym silnikiem krokowym, sterowanym przez sterownik zwany Lambda Control System. Bardziej rozwinięte konstrukcje wykorzystywały sygnały z czujników położenia przepustnicy, sondy lambda, otwarcia przepustnicy oraz prędkości obrotowej silnika. Pozwoliło to na stworze- nie kilku strategii zasilania w zależności od stanu pracy silnika w danym momencie, które obejmują:
– bieg jałowy, – zakres średniego obciążenia, – chwilowe wzbogacanie mieszanki podczas nagłego przyspieszania, – zubożenie mieszanki podczas hamowania silnikiem (zwane cut-off), – pełne obciążenie, – zakres pracy ogranicznika prędkości obrotowej [3, 4].
Tego typu instalacja, w dodatku dobrze wyregulowana, nie dopuszczała pracy na zubo- żonej mieszance, więc praca silnika na paliwie LPG nie powinna powodować wypalania gniazd zaworowych oraz zaworów. Niestety praktyka pokazała, że część silników zasilanych LPG mimo odpowiedniej mieszanki miało problem z wypalaniem gniazd oraz zaworów. Powodem tego jest mimo wszystko wyższa temperatura spalania, spowodowana różnicami w składzie chemicznym pomiędzy benzyną a gazem LPG. Wynika to zwykle z mniejszej prędkości spalania ubogiej mieszanki [3, 6].
Wieloletnie doświadczenia z branży pokazały grupy samochodów, które nie mają pro- blemów z wypalaniem zaworów i są to pojazdy wyposażone w hydrauliczne popychacze z automatyczną regulującą luzu zaworowego. Odwrotnie jest z samochodami wyposażonymi w ręczną regulację luzu zaworowego, spotykaną najczęściej w silnikach japońskich marek. Ostatnie lata pokazały, że również coraz więcej samochodów europejskich wyposażanych jest w silniki bez hydraulicznej kompensacji luzu zaworowego. Z tego względu coraz wię- cej firm zaczęło oferować systemy smarujące gniazda i zawory silników zasilanych gazem. Artykuł opisuje badania prowadzone dla silników zasilanych paliwem LPG prowadzone
143
w okresie kilku lat, które w przeszłości miały problem z wypalaniem gniazd zaworowych oraz zaworów. Na podstawie dokonanych badań wykazano że istnieją silniki, w których z za- stosowaniem paliwa LPG dochodzi do wypalania gniazd oraz zaworów, po stosunkowo krót- kim okresie eksploatacji. Wykazano również, że można zapobiegać i znacznie ograniczyć ten proces [1, 6].
2. Opis badań
Badaniem objęto dziesięć pojazdów, część pojazdów poddano badaniom podczas eksplo- atacji na paliwie LPG w momencie wystąpienia problemu wypalania gniazd zaworowych, który objawiał się ciągłym zanikiem luzów zaworowych. Powodowało to spadek mocy sil- nika, nierówną pracę na biegu jałowym, gaśnięcie silnika oraz nadmierne zużycie paliwa. Badania drugiej grupy pojazdów rozpoczęły się w podczas montażu instalacji gazowej [3].
W pierwszej kolejności dokonywano sprawdzenia luzu zaworowego a w przypadku stwierdzenia odchyłki od tolerancji podanej przez producenta wykonywano regulację do górnej granicy podawanej przez producenta samochodu. Wyniki z kontroli luzu zaworowego zapisywano w tabeli w celu porównania przy następnej kontroli.
Kontrolę i ewentualną regulację luzu zaworowego dokonywano po całonocnym chłodze- niu pojazdu w temperaturze ok. 20oC w celu wyeliminowania błędów pomiarowych spowo- dowanym niezupełnym wystudzeniem silnika. Następnie pojazd był poddawany normalnej eksploatacji 10-15 tys. km. Po tym przebiegu dokonywano sprawdzenia luzu zaworowego celem sprawdzenia skali problemu zmniejszania luzu zaworowego. W przypadku zmniejsze- nia luzu zaworowego poniżej minimalnej wartości podawanej przez producenta dokonywano ponownej regulacji luzu zaworowego. Kolejnym krokiem był montaż zestawu smarującego firmy Flash-Lube, prowadzenie ponownych badań eksploatacyjnych. Kolejne przeglądy były dokonywane w odstępach 10-15 tys. km. Wyniki porównywano do poprzednich, dokony- wano także skrupulatnej analizy zużycia środka smarującego w stosunku do zużywanego paliwa [1].
3. Wyniki badań i ich analiza
Badaniom poddano samochody wybranych marek, które najczęściej serwisowano w sta- cji montażu instalacji zasilania paliwem LPG
Wklejam połowę tekstu bo więcej sie nie da:) w oryginale są ryciny.
link do tekstu:
http://suw.biblos.pk.edu.pl/resources/i1/i4/i4/i2/i7/r14427/OleksykP_WplywZasilania.pdf
PIOTR OLEKSYK*
WPŁYW ZASILANIA SILNIKA PALIWEM LPG NA TRWAŁOŚĆ ZAWORÓW
THE INFLUENCE OF LPG SUPPLY ON ENGINE VALVE LIFE
Streszczenie
W artykule opisano badania mające na celu sprawdzenie, dlaczego dochodzi do wypalania gniazd zaworowych oraz zaworów w silnikach, które nie zostały wyposażone w hydrauliczną kompensację luzu zaworowego, a zostały przystosowane do spalania alternatywnego paliwa LPG. Zaprezentowano także wyniki badań po zastosowaniu środków zaradczych w postaci systemu dodatkowego smarowania gniazd zaworowych typu Flash-Lube.
Słowa kluczowe: silnik spalinowy, LPG, zawory silnikowe
142
1. Wstęp
W pojazdach silnikowych powszechnie stosujemy paliwo alternatywne, jakim jest mie- szanina propanu i butanu, znana pod skrótem LPG (Liquified Petroleum Gas). W dobie dro- żejących paliw popularność tego paliwa jest coraz większa. W Polsce zakłady zajmujące się przystosowaniem silników do spalania LPG pojawiły się na początku lat 90. ubiegłego stule- cia, różnica ceny pomiędzy benzyną a gazem (ok 50%) pozwoliła na duży rozwój tej branży na przestrzeni ostatnich dwudziestu lat. Początki to proste silniki wyposażone w gaźniki, następnie jedno- i wielopunktowy wtrysk paliwa do kolektora dolotowego, kończąc obecnie na bezpośrednim wtrysku benzyny do komory spalania. Pierwsze instalacje to dość proste konstrukcje wyposażone w dwustopniowy reduktor gazu oraz mieszalnik gazu wykorzystu- jący zjawisko zwężki Venturiego [2, 3, 5].
Do regulacji ilości podawanego gazu służy ręczny zawór wieloobrotowy, ustalający maksymalny przepływ gazu. Taki system nie zawsze sprawdzał się i często dochodziło do złego doboru mieszalnika lub niewłaściwej regulacji czy też prób regulacji takowej insta- lacji przez właścicieli pojazdów. Konsekwencją tego najczęściej było zubażanie mieszanki gazowo powietrznej, co w konsekwencji prowadziło do podwyższenia temperatury spalania i zwiększonego obciążenia cieplnego komory spalania. Skutkiem tego było wypalanie gniazd zaworowych oraz zaworów [2, 4].
Druga generacja instalacji gazowych to zastąpienie regulatora ręcznego elektrycznym silnikiem krokowym, sterowanym przez sterownik zwany Lambda Control System. Bardziej rozwinięte konstrukcje wykorzystywały sygnały z czujników położenia przepustnicy, sondy lambda, otwarcia przepustnicy oraz prędkości obrotowej silnika. Pozwoliło to na stworze- nie kilku strategii zasilania w zależności od stanu pracy silnika w danym momencie, które obejmują:
– bieg jałowy, – zakres średniego obciążenia, – chwilowe wzbogacanie mieszanki podczas nagłego przyspieszania, – zubożenie mieszanki podczas hamowania silnikiem (zwane cut-off), – pełne obciążenie, – zakres pracy ogranicznika prędkości obrotowej [3, 4].
Tego typu instalacja, w dodatku dobrze wyregulowana, nie dopuszczała pracy na zubo- żonej mieszance, więc praca silnika na paliwie LPG nie powinna powodować wypalania gniazd zaworowych oraz zaworów. Niestety praktyka pokazała, że część silników zasilanych LPG mimo odpowiedniej mieszanki miało problem z wypalaniem gniazd oraz zaworów. Powodem tego jest mimo wszystko wyższa temperatura spalania, spowodowana różnicami w składzie chemicznym pomiędzy benzyną a gazem LPG. Wynika to zwykle z mniejszej prędkości spalania ubogiej mieszanki [3, 6].
Wieloletnie doświadczenia z branży pokazały grupy samochodów, które nie mają pro- blemów z wypalaniem zaworów i są to pojazdy wyposażone w hydrauliczne popychacze z automatyczną regulującą luzu zaworowego. Odwrotnie jest z samochodami wyposażonymi w ręczną regulację luzu zaworowego, spotykaną najczęściej w silnikach japońskich marek. Ostatnie lata pokazały, że również coraz więcej samochodów europejskich wyposażanych jest w silniki bez hydraulicznej kompensacji luzu zaworowego. Z tego względu coraz wię- cej firm zaczęło oferować systemy smarujące gniazda i zawory silników zasilanych gazem. Artykuł opisuje badania prowadzone dla silników zasilanych paliwem LPG prowadzone
143
w okresie kilku lat, które w przeszłości miały problem z wypalaniem gniazd zaworowych oraz zaworów. Na podstawie dokonanych badań wykazano że istnieją silniki, w których z za- stosowaniem paliwa LPG dochodzi do wypalania gniazd oraz zaworów, po stosunkowo krót- kim okresie eksploatacji. Wykazano również, że można zapobiegać i znacznie ograniczyć ten proces [1, 6].
2. Opis badań
Badaniem objęto dziesięć pojazdów, część pojazdów poddano badaniom podczas eksplo- atacji na paliwie LPG w momencie wystąpienia problemu wypalania gniazd zaworowych, który objawiał się ciągłym zanikiem luzów zaworowych. Powodowało to spadek mocy sil- nika, nierówną pracę na biegu jałowym, gaśnięcie silnika oraz nadmierne zużycie paliwa. Badania drugiej grupy pojazdów rozpoczęły się w podczas montażu instalacji gazowej [3].
W pierwszej kolejności dokonywano sprawdzenia luzu zaworowego a w przypadku stwierdzenia odchyłki od tolerancji podanej przez producenta wykonywano regulację do górnej granicy podawanej przez producenta samochodu. Wyniki z kontroli luzu zaworowego zapisywano w tabeli w celu porównania przy następnej kontroli.
Kontrolę i ewentualną regulację luzu zaworowego dokonywano po całonocnym chłodze- niu pojazdu w temperaturze ok. 20oC w celu wyeliminowania błędów pomiarowych spowo- dowanym niezupełnym wystudzeniem silnika. Następnie pojazd był poddawany normalnej eksploatacji 10-15 tys. km. Po tym przebiegu dokonywano sprawdzenia luzu zaworowego celem sprawdzenia skali problemu zmniejszania luzu zaworowego. W przypadku zmniejsze- nia luzu zaworowego poniżej minimalnej wartości podawanej przez producenta dokonywano ponownej regulacji luzu zaworowego. Kolejnym krokiem był montaż zestawu smarującego firmy Flash-Lube, prowadzenie ponownych badań eksploatacyjnych. Kolejne przeglądy były dokonywane w odstępach 10-15 tys. km. Wyniki porównywano do poprzednich, dokony- wano także skrupulatnej analizy zużycia środka smarującego w stosunku do zużywanego paliwa [1].
3. Wyniki badań i ich analiza
Badaniom poddano samochody wybranych marek, które najczęściej serwisowano w sta- cji montażu instalacji zasilania paliwem LPG