Automobilinė dujų įranga (ADS) per kelis dešimtmečius patyrė ženklią evoliuciją, pereidama nuo paprastų mechaninių sistemų iki sudėtingų, skysto kuro įpurškimą naudojančių technologijų. Kiekviena nauja karta atnešė patobulinimų, susijusių su efektyvumu, saugumu ir ekologiškumu.
Pirmoji dujų įrangos karta: mechaninės sistemos
Pirmoji automobilių dujų sistema buvo mechaninė. Joje į variklį patenkantį dujų ir oro mišinį reguliavo vakuumas. Nors šios sistemos yra pačios netobuliausios ir pasirodė anksčiau už visas kitas, jos vis dar gaminamos ir parduodamos dempingo kainomis dėl savo mažos kainos. Vakarų Europos šalyse pirmosios kartos ADS buvo uždrausta dėl didelio toksiškumo. Be to, pirmąsias ADS paprasta montuoti ir eksploatuoti.
Dujų į variklį padavimas vyksta per maišytuvą, kuris montuojamas prieš arba po oro srauto matuoklės. Tai reikalauja papildomų montavimo darbų, nes padidėjęs atstumas gali deformuoti kolektorių ar oro paėmimo šlangą, o netvarkingai sumontuota sistema laikui bėgant gali trūkinėti.
Trūkumai: Kadangi į variklį patenkančių dujų kiekis reguliuojamas rankiniu būdu, bet kokių parametrų (pvz., dujų fizinių ar cheminių savybių) pasikeitimas lemia netinkamą sistemos darbą. Važiuojant greičiau, dujų mišinys liesėja, o sureguliavus didesniam greičiui, prie mažesnio greičio bus važiuojama per riebiu mišiniu, kas didina sąnaudas. Pagrindiniai trūkumai yra didelis reiklumas tvarkingai elektros/aukštos įtampos sistemai, nes "šūvio" (atbulinio smūgio) rezultatas gali būti brangus, pažeidžiant oro srauto matuoklę, oro filtro dėžę ar net įsiurbimo kolektorių.
Pirmosios kartos ADS galima montuoti tiek į variklius su karbiuratoriumi, tiek su įpurškimu. Naudojant mechaninius purkštukus, papildomai reikia sumontuoti specialią relę, atjungiančią kuro siurblį, kai automobilis perjungiamas į dujų režimą. Elektriniai purkštukai keičiami vadinamaisiais emuliatoriais, kurie imituoja jų veiklą, kad elektrinis variklio blokas neišjungtų visos sistemos dėl „neveikiančių" purkštukų.
Antroji dujų įrangos karta: mechanika su elektroniniu valdymu
Antrosios kartos ADS turėjo mechaninę sistemą su elektroniniu valdymu. Ši sistema buvo sukurta dėl didėjančių reikalavimų dujinei įrangai. Lyginant su pirmąja karta, ši turi daugybę privalumų, nes valdymo procesą atlieka ir prižiūri mikroprocesoriai.
Antros kartos ADS tinka tik tiems automobiliams, kuriuose yra lambda zondas, nes vietoje rankomis reguliuojamo varžto-registro dujų padavimo žarnoje ji turi varikliuką. Šis varikliukas prisitaiko ir reguliuoja dujų padavimą priklausomai nuo droselio sklendės padėties (akseleratoriaus paspaudimo) ir mišinio riebumo. Jei mišinys liesas ir automobilis greitėja - dujų paduodama daugiau, jei greitis krenta - mažiau. Varikliukas sureguliuoja dujų padavimą taip, kad jis būtų optimalus, nepaisant to, ar važiuojama 50 km/h, ar 130 km/h. Tokia dujų įranga dirba visuomet teisingesniu mišiniu, kas mažiau sausina dujų degimo kamerą ir vožtuvus, mažiau kenkia katalizatoriui ir išmetimo sistemai, kartu labiau saugo gamtą ir tausoja variklį.
Antros kartos ADS galima montuoti ir į automobilius su įpurškimu. Jos schema ta pati, vienintelis skirtumas tas, kad elektromechaninį žingsninį dozatorių, atsakingą už dujų padavimą, pakeitė specialus elektroninis blokas. Dozatorius turi užtikrinti nuolatinį reikiamą stechiometrinį degaus mišinio santykį. Deja, praktika rodo, kad tai ne visada pavyksta, ypač pereinamuosiuose režimuose.
Trūkumai: Įsiurbimo kolektoriuje gali vykti savaiminis kuro mišinio užsidegimas (sprogimas). Išgirdus sprogimą, būtina patikrinti automobilio ADS ir elektros įrangą, nes sprogimas gali sunaikinti įsiurbimo kolektoriaus plastiką arba net oro srauto matuoklį. Nepaisant antros kartos dujų privalumų, mišinys dujų į variklį paduodamas tokiu pačiu principu kaip ir pirmoje kartoje, todėl išlieka atbulinių smūgių, dujų šūvių grėsmė. Montuojant šią sistemą į automobilius su įpurškimu, tenka įrengti papildomą specialią relę, atsakančią už kuro siurblio atjungimą, arba emuliatorius. Montuojant į automobilius su įpurškimu tam tikra rizika lieka: pavojus sugadinti sistemos detales padidėja, jei ją montuojant arba reguliuojant buvo padaryta klaidų.
Šios kartos sistemos kainuoja daugiau už savo pirmtakes, tačiau yra patikimesnės ir patogesnės eksploatuojant. Jos tinka visiems varikliams su karbiuratoriais.
Trečioji dujų įrangos karta: sinchroninis dujų įpurškimas
Trečiosios kartos ADS turi sinchroninį dujų įpurškimą ir specialų dozatorių skirstytuvą. Dujos patenka per purkštukus, esančius tiesiai prieš variklio įsiurbimo vožtuvus, todėl gerokai sumažėja dujų sąnaudos. Nelieka sprogimų įsiurbimo kolektoriuje, nes dabar jis užpildomas ne degiu mišiniu, o oru.
Ši įpurškimo sistema kiekviename etape veiksmingai valdo kuro padavimą, oro ir dujų maišymosi procesą ir kt. Dujomis dirbančio automobilio dinaminės charakteristikos tampa beveik tokios pat kaip ir naudojant benziną. Svarbus veiksnys - reakcija į darbiniame mišinyje vykstančius pasikeitimus - trečiosios kartos ADS priklauso nuo dozatoriaus skirstytuvo veikimo greičio. Būtent dėl to sistemos techninės charakteristikos gerokai nusileidžia ketvirtosios kartos ADS.
Dujų padavimas tiesiai į kolektorių prieš įsiurbimo vožtuvus eliminuoja etapą, kai dujos iš maišytuvo maišosi su oru ir keliauja į variklį per oro paėmimo žarną bei kolektorių. Tai panaikina atbulinių smūgių ar kitaip vadinamų dujų šūvių tikimybę. Toks dujų padavimas ne tik saugesnis, bet ir užtikrina, kad variklio galia dujomis beveik nemažėja arba mažėja iki nejuntamo lygmens, nes nelieka dujų maišytuvo, mažinančio oro paėmimą.
Ketvirtoji dujų įrangos karta: sekvencinis įpurškimas
Ketvirtosios kartos ADS su nuosekliu dujų įpurškimu ir elektromagnetiniais purkštukais išsiskiria tuo, kad purkštukai valdomi individualiai, tai atlieka valdymo blokas. Sistemų veikimo pagrindas - standartinis benzininių purkštukų valdymo signalas. Benzininio procesoriaus siunčiamą signalą atitinkamai apdoroja dujų valdymo procesorius.
Šiuo metu tai populiariausia ir dažniausiai montuojama dujų įranga. Ji yra pakankamai universali ir tinka daugeliui automobilių su skirtingais varikliais, galingumais ir komplektacijomis. Šios įrangos komponentai skiriasi nuo pirmųjų dviejų ir net trečios dujų kartos tuo, kad kiekvienam cilindrui statomi dujų purkštukai, montuojamas dujų kompiuteris, prijungiami MAP sensoriai.
Svarbu pažymėti, kad dujų įpurškimas į įsiurbimo kolektorių vyksta ten, kur sumontuoti benzininiai purkštukai. Visi standartiniai davikliai, perjungiant į dujų režimą, veikia įprastai, todėl atkrenta būtinybė juos atjungti ar montuoti emuliatorius. Dujų padavimo būdas priartina ketvirtos kartos ADS prie benzininių variklių sistemų. Šios sistemos rekomenduojamos automobiliams su įpurškimu ir katalitiniu atidirbusių dujų neutralizatoriumi.
Dujų įranga automatiškai persijungia iš benzino į dujas pašilus varikliui. Persijungimas yra nejuntamas ir nesukelia jokių trūkčiojimų bei nereikalauja pergazavimų. Dujoms pasibaigus, kompiuteris automatiškai apie tai įspėja ir perjungia į benziną. Kiekvienam dujų purkštukui dirbant lygiagrečiai benzino purkštukui, išsaugomas variklio dinamiškumas, mišinio riebumas atitinka benzino mišinio riebumą ir saugo tiek katalizatorių, tiek automobilio variklį.
Ketvirtos kartos tiesioginio įpurškimo dujų įrangos kaina yra įvairi, priklausomai nuo jos sudėtinių dalių. Ją montuojame ir į FSI, TFSI, TSI ir kt. variklius.
Sumontuota 5 - tos kartos dujų (SND) įranga į Toyota Sienna 2011 metų, 3.5 l. 197 kW.
Penktoji dujų įrangos karta: skysto kuro įpurškimas
Penktoji dujų įrangos karta išsiskiria tuo, kad kurui naudojamas skystas propano ir butano mišinys, įpurškiamas per elektromagnetinius purkštukus. Juos valdo elektroninis dujų padavimo blokas ir standartinis variklio valdymo blokas. Tai reiškia, kad nereikia montuoti silpniausios ADS sistemos dalies - reduktoriaus.
Penktosios kartos ADS nekyla problemų dėl padidėjusių kuro sąnaudų arba galios praradimo. Siekiant užkirsti kelią garų kamščių susidarymui, skystas propano ir butano mišinys cirkuliuoja sistemos viduje ir turi nuolat pereiti per dujinių purkštukų, turinčių grįžtamojo slėgio vožtuvus, rampą.
Ši sistema yra medicininiu terminais kalbant, skirta aukščiausios klasės automobiliams, tokiems kaip Lexus GS, naujos Audi ir panašiai. Pavyzdžiui, automobilis su 5 kartos dujomis "ICOM" pasižymėjo tuo, kad važiavimas ir sąnaudos nesiskyrė nuo benzino.
Trūkumai: Nors siurbliai genda dėl nepakankamo dujų kiekio (nes vėsinasi nuo jų) ir nėra automatikos, kuri apie tai įspėtų. Taip pat, dujų baliono nereikėtų išvažinėti iki galo, nes nuo to siurblys perkaista. Siurbliai yra jautrūs ir nepigūs.
Penktos kartos ADS rekomenduojama montuoti į automobilius su įpurškimu ir katalizatoriumi. Sistemos atitinka Euro 3 ir Euro 4 keliamus ekologijos reikalavimus. Žinoma, dėl sudėtingos konstrukcijos jas gali montuoti tik aukštos kvalifikacijos darbuotojai. Tokių sistemų detales parduodame, pavyzdžiui, Vialle dujų įrangos emuliatorius, dalytuvą ir purkštukus.
ADS montavimas, derinimas ir sertifikavimas
LPG automobilinės dujų įrangos montavimas, remontas ir derinimas yra svarbūs etapai, užtikrinantys sistemos saugumą ir efektyvumą. Įrangos sertifikuotos Lietuvoje, išrašome dokumentus, reikalingus techninei apžiūrai (TA).
Sumontavus SND sistemą, atsakingas asmuo patikrina, ar teisingai sumontuoti visi sistemos elementai, apžiūri, ar suveržti visi sujungimai. Po to į balioną įpilama 2-3 litrai dujų ir elektroninio dujų nuotėkio ieškiklio arba muilo emulsijos pagalba patikrinama, ar nėra dujų nuotėkio baliono užpildymo magistralėje ir balione, multivožtuve. Paleidus variklį, palaukiama, kol jo temperatūra pasieks 40ºC, trumpam paleidžiamas variklis dirbti dujomis, išjungus variklį patikrinama, ar nėra dujų nuotėkio likusioje sistemos dalyje.
Jei niekur nėra dujų nuotėkio, balionas užpildomas dujų pildymo stotyje dalyvaujant atsakingam asmeniui. Užpildžius balioną, sugrįžtama į dirbtuves ir tęsiamos SND sistemos derinimo procedūros, vadovaujantis montavimo vadove esančiu aprašymu. Baigus derinimo procedūras, dar kartą patikrinama, ar nėra dujų nuotėkio, ir atliekamas kenksmingų medžiagų išmetamose dujose nustatymas, vadovaujantis LAND14-2000 reikalavimais. SND įrangos sandarumas tikrinamas elektroninio dujų nuotėkio prietaiso pagalba.