ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ: ΚΑΥΣΗ ΑΕΡΙΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ LPG ΚΑΙ CNG ΣΕ ΣΥΜΒΑΤΙΚΟ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΑΒΑΛΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ: ΚΑΥΣΗ ΑΕΡΙΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ LPG ΚΑΙ CNG ΣΕ ΣΥΜΒΑΤΙΚΟ ΚΙΝΗΤΗΡΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ: ΠΟΛΙΤΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ (ΑΜ: 4178) ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Δρ. ΚΑΡΚΑΝΗΣ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ Καβάλα, Δεκέμβριος 2012

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Το παρόν σύγγραμμα αποτελεί την Πτυχιακή Εργασία που εκπονήθηκε στο εργαστήριο των Μηχανών Εσωτερικής Καύσης του Τμήματος Μηχανολογίας του ΤΕΙ Καβάλας. Αναφέρεται στην εγκατάσταση κατάλληλου εξοπλισμού για την καύση αερίων καυσίμων σε κινητήρα εσωτερικής καύσης, καθώς και στην μελέτη της καύσης αερίων καυσίμων και τη σύγκριση αυτών με συμβατικά καύσιμα. Η παρούσα Πτυχιακή Εργασία και τα συμπεράσματά της σε οποιαδήποτε μορφή αποτελούν συνιδιοκτησία του Τμήματος Μηχανολογίας του ΤΕΙ Καβάλας και του φοιτητή. Οι προαναφερόμενοι διατηρούν το δικαίωμα ανεξάρτητης χρήσης και αναπαραγωγής (τμηματικά ή συνολικά) για διδακτικούς και ερευνητικούς σκοπούς. Σε κάθε περίπτωση πρέπει να αναφέρεται ο τίτλος, ο συγγραφέας, ο επιβλέπων και το εν λόγω τμήμα του ΤΕΙ Καβάλας. Θα ήθελα να εκφράσω τις ευχαριστίες μου στον καθηγητή μου και επιβλέποντα καθηγητή αυτής της εργασίας, τον κύριο Καρκάνη Αναστάσιο, για τις χρήσιμες συμβουλές και οδηγίες που μου προσέφερε κατά την διαδικασία εκπόνησης της πτυχιακής εργασίας. Να ευχαριστήσω, επίσης, και όλους τους καθηγητές του τμήματος Μηχανολογίας για τις χρήσιμες γνώσεις που αποκόμισα κατά την διάρκεια των σπουδών μου. Πολίτης Νικόλαος Δεκέμβριος 2012

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα ΠΕΡΙΛΗΨΗ...5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ...7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο...9 1.1 Τι είναι υγραέριο...9 1.2 Φυσικά χαρακτηριστικά υγραερίου...10 1.3 Παραγωγή διανομή υγραερίου...13 1.3.1 Από διύλιση...13 1.3.2 Από φυσικό αέριο...14 1.3.3 Διανομή αποθήκευση...16 1.4 Όρια ρύπων κυκλοφορούντων οχημάτων...17 1.5 Εξέλιξη υγραεριοκίνησης στο αυτοκίνητο...18 1.5.1 1ης γενιάς (Venturi)...18 1.5.2 2ης γενιάς...20 1.5.3 3ης γενιάς...20 1.5.4 4ης γενιάς...21 1.5.5 5ης γενιάς...22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο...25 2.1 Εξαρτήματα συστήματος υγραεριοκίνησης...25 2.1.1 Δεξαμενή καυσίμου...25 2.1.2 Πολυβαλβίδα...25 2.1.2.1 Βαλβίδα διακοπής 80% του περιοριστή στάθμης πλήρωσης...26 2.1.2.2 Δείκτης στάθμης...26 2.1.2.3 Ανακουφιστική βαλβίδα πίεσης (εκτόνωσης)...27 2.1.2.4 Χειροκίνητη βαλβίδα...27 2.1.2.5 Τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής υγραερίου...28 2.1.2.6 Ανακουφιστική διάταξη με θερμική ασφάλεια...29 2.1.3 Μονάδα πλήρωσης με βαλβίδα αντεπιστροφής...29 2.1.4 Ρυθμιστής πίεσης - εξαεριωτής...30 2.1.5 Άκαμπτους και/ή ελαστικούς σωλήνες...31 2.1.6 Ηλεκτρονικός ή ηλεκτρικός διακόπτης επιλογής καυσίμου...31 2.2 Ανάλυση κινητήρα με το υπάρχον σύστημα...31 2.2.1 Σύστημα υδρόψυξης...32 1

2.2.2 Δυναμοπέδη...33 2.2.3 Μονάδα ελέγχου...34 2.2.4 Σύστημα υγραεριοκίνησης...35 2.2.4.1 Τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής βενζίνης...35 2.2.4.2 Διακόπτης επιλογής καυσίμου δύο θέσεων...36 2.2.4.3 Τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής υγραερίου - μονάδα φίλτρου36 2.2.4.4 Ρυθμιστής πίεσης εξαεριωτής...37 2.2.4.5 Αισθητήρας υποπίεσης...38 2.2.5 Διαγράμματα προεγκατεστημένου συστήματος...38 2.3 Ανάλυση του συστήματος που αγοράστηκε...42 2.3.1 Δεξαμενή με πολυβαλβίδα και παρελκόμενα...42 2.3.2 Τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής υγραερίου...43 2.3.3 Τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής βενζίνης...43 2.3.4 Ρυθμιστής πίεσης - εξαεριωτής...44 2.3.5 Διακόπτης επιλογής καυσίμου τριών σημείων...45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο...47 3.1 Αντικατάσταση παλιών εξαρτημάτων με τα αντίστοιχα νέα πιστοποιημένα εξαρτήματα συστήματος υγραεριοκίνησης...48 3.1.1 Ηλεκτροβαλβίδα διακοπής βενζίνης...48 3.1.2 Διακόπτης επιλογής καυσίμου...48 3.1.3 Ηλεκτροβαλβίδα διακοπής υγραερίου μονάδα φίλτρου...50 3.1.4 Ρυθμιστής πίεσης Εξαεριωτής (Πνεύμονας)...50 3.1.5 Συνδέσεις μεταφοράς αερίου...50 3.2 Εγκατάσταση εξαρτημάτων που έλειπαν από το παλιό σύστημα υγραεριοκίνησης...51 3.3 Διαγράμματα εγκατεστημένου συστήματος υγραεριοκίνησης...52 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο...55 4.1 Μετρητική διάταξη...55 4.1.1 Εκκίνηση του κινητήρα...56 4.1.2 Εκκίνηση του αναλυτή καυσαερίων...59 4.2 Ρύθμιση του κινητήρα με καύσιμο υγραέριο...60 4.2.1 Διαδικασία ρύθμισης...60 4.2.2 Προβλήματα που αντιμετωπίστηκαν...62 4.3 Μετρήσεις απόδοσης του κινητήρα...64 4.3.1 Στόχος μετρήσεων...64 4.3.2 Διαδικασία μετρήσεων...65 4.4 Αποτελέσματα μετρήσεων και αξιολόγηση αποτελεσμάτων...67 4.4.1 Η επίδραση της χρήσης του υγραερίου στη ροπή του κινητήρα...68 2

4.4.2 Οι εκπεμπόμενοι υδρογονάνθρακες (HC)...69 4.4.3 Οι εκπομπές μονοξειδίου του άνθρακα (CO)...70 4.4.4 Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2)...71 4.4.5 Το εκπεμπόμενο οξυγόνο (Ο2) με τα καυσαέρια...72 4.5 Επίδραση του περιοριστικού εισαγωγής αέρα στην λειτουργία του κινητήρα...73 4.5.1 Επίδραση του περιοριστή εισαγωγής στη ροπή του κινητήρα...74 4.5.2 Επίδραση του περιοριστή εισαγωγής στις εκπομπές HC...75 4.5.3 Επίδραση του περιοριστή εισαγωγής στις CO...76 4.5.4 Επίδραση του περιοριστή εισαγωγής στις εκπομπές CO2...77 4.5.5 Επίδραση του περιοριστή εισαγωγής στο Ο2 με τα καυσαέρια...78 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ - ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ...79 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ...81 3

4

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στα πλαίσια της παρούσας πτυχιακής εργασίας έγινε τροποποίηση του εγκατεστημένου συστήματος υγραεριοκίνησης στον κινητήρα του εργαστηρίου Μηχανών Εσωτερικής Καύσης του τμήματος Μηχανολογίας. Για την εγκατάσταση του νέου σύγχρονου συστήματος υγραεριοκίνησης στην θέση του υπάρχοντος, που δεν είχε λειτουργήσει τα τελευταία 20 χρόνια, χρειάστηκε να τροποποιηθεί τόσο η ηλεκτρολογική εγκατάσταση του κινητήρα όσο και ένα μεγάλο τμήμα των εξαρτημάτων που συνθέτουν το σύστημα υγραεριοκίνησης. Μετά την εγκατάσταση του συστήματος υγραεριοκίνησης ο κινητήρας ρυθμίστηκε ώστε να λειτουργεί με την ίδια απόδοση τόσο με το υγραέριο όσο και με την βενζίνη. Αντιμετωπίστηκαν με επιτυχία τα προβλήματα που παρουσιάσθηκαν κατά τη ρύθμιση του κινητήρα και ελέγχθηκε η επίδραση των ρυθμίσεων που έγιναν στην απόδοση του κινητήρα. Από τα αποτελέσματα των μετρήσεων που έγιναν, επιβεβαιώθηκε η αναμενόμενη φιλικότερη προς το περιβάλλον λειτουργία του κινητήρα με καύσιμο το υγραέριο σε σχέση με την βενζίνη. 5

6

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τις τελευταίες δεκαετίες η ανθρωπότητα αντιμετωπίζει ένα πολύ σημαντικό και μεγάλο πρόβλημα, την κλιματική αλλαγή και την επιβάρυνση του περιβάλλοντος από τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Η επιστημονική κοινότητα παρατήρησε ότι τα τελευταία χρόνια έχει ενισχυθεί το φαινόμενο του θερμοκηπίου με αποτέλεσμα να υπάρχουν μεγάλες αλλαγές στο κλίμα του πλανήτη. Το φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι φυσικό φαινόμενο κατά το οποίο εγκλωβίζεται η ηλιακή ακτινοβολία στην ατμόσφαιρα και διατηρεί τον πλανήτη σε φυσιολογικές θερμοκρασίες. Όλα τα αέρια συστατικά της ατμόσφαιρας συμβάλλουν στο φαινόμενο του θερμοκηπίου αλλά αυτό που το επηρεάζει περισσότερο είναι το διοξείδιο του άνθρακα (CO2). Από την εποχή της βιομηχανικής επανάστασης έχουν αυξηθεί κατά πολύ τα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα και συνεχώς αυξάνονται με αποτέλεσμα η ακτινοβολία που εγκλωβίζεται να είναι μεγαλύτερη και να αυξάνει την μέση ετήσια θερμοκρασία του πλανήτη. Οι προβληματισμοί που αναφέρονται στην παραπάνω παράγραφο, οδήγησαν την επιστημονική κοινότητα να αναπτύξει τεχνολογίες ώστε να μειωθούν οι εκπομπές ρύπων που επηρεάζουν την κλιματική αλλαγή. Μία από αυτές τις τεχνολογίες είναι η χρησιμοποίηση αερίων καυσίμων στη θέση συμβατικών. Με αυτήν την τεχνολογία θα ασχοληθούμε στην παρούσα πτυχιακή εργασία και στόχος είναι να αποδείξουμε ότι τα αέρια καύσιμα είναι φιλικότερα προς το περιβάλλον από τα συμβατικά. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στο υγραέριο το οποίο χρησιμοποιούμε ως καύσιμο στην πειραματική διαδικασία της εργασίας. Αναλύεται η σύσταση του υγραερίου και γίνεται σύγκριση των τεχνικών και φυσικών χαρακτηριστικών του με άλλα καύσιμα. Επίσης, παρουσιάζονται οι τρόποι και η διαδικασία παραγωγής του υγραερίου, καθώς και η αποθήκευση και διανομή του. Στη συνέχεια του κεφαλαίου, γίνεται αναφορά στην Ευρωπαϊκή και Ελληνική νομοθεσία που οριοθετούν τις τιμές των ρύπων των κυκλοφορούντων οχημάτων. Τέλος, αναπτύσσεται ο τρόπος που έχει εξελιχθεί η υγραεριοκίνηση παράλληλα με την εξέλιξη της τεχνολογίας των συμβατικών κινητήρων και γίνεται ο διαχωρισμός τους σε γενιές ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας του κινητήρα. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στην Ελληνική νομοθεσία που ορίζει τις τεχνικές προδιαγραφές του ειδικού εξοπλισμού με τον οποίο είναι δυνατή η χρησιμοποίηση υγραερίου για την κίνηση αυτοκινήτων οχημάτων. Περιγράφονται αναλυτικά και ξεχωριστά όλα τα εξαρτήματα του εξοπλισμού υγραεριοκίνησης, όπως αυτά προβλέπονται από τη νομοθεσία. Στη συνέχεια, 7

αναλύεται ο κινητήρας και ο εργαστηριακός εξοπλισμός με τα εξαρτήματά του που χρησιμοποιούνται για να υποβάλουν τον κινητήρα στις απαραίτητες δοκιμές. Επίσης, περιγράφονται τα εξαρτήματα της υγραεριοκίνησης που ήταν εγκατεστημένα στον κινητήρα και παρουσιάζονται τα διαγράμματα του κινητήρα από την κατασκευάστρια εταιρία. Τέλος, αναλύεται το νέο, πιστοποιημένο σύστημα υγραεριοκίνησης της εταιρίας ATIKER που αγοράστηκε και περιγράφονται τα εξαρτήματα που το αποτελούν. Από το τρίτο κεφάλαιο ξεκινά η πειραματική διαδικασία κατά την οποία έγινε η τοποθέτηση του νέου συστήματος υγραεριοκίνησης. Εξηγούνται οι λόγοι για τους οποίους κρίθηκε αναγκαία η αντικατάσταση του παλιού συστήματος με το νέο και αναλύεται ο τρόπος με τον οποίο έγινε η τοποθέτηση του κάθε εξαρτήματος ξεχωριστά. Τέλος, παρουσιάζονται τα νέα διαγράμματα του κινητήρα, σχεδιασμένα στο πρόγραμμα AutoCad. Το τέταρτο κεφάλαιο αναφέρεται στον τρόπο που πραγματοποιήθηκε η μετρητική διαδικασία της εργασίας και στα αποτελέσματα που προέκυψαν. Αρχικά, περιγράφεται ο τρόπος με τον οποίο γίνεται η εκκίνηση του εργαστηριακού εξοπλισμού και του κινητήρα, καθώς και ο τρόπος με τον οποίο γίνεται η εκκίνηση του αναλυτή καυσαερίων. Στη συνέχεια περιγράφεται ο τρόπος με τον οποίο έγινε η ρύθμιση των μιγμάτων του νέου συστήματος υγραεριοκίνησης με τη βοήθεια του αναλυτή καυσαερίων και παρουσιάζονται τα προβλήματα που προέκυψαν και πώς αυτά αντιμετωπίστηκαν. Ακολουθεί η αναλυτική διαδικασία των μετρήσεων που πραγματοποιήθηκαν και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα με τη μορφή πινάκων και διαγραμμάτων. Η εργασία ολοκληρώνεται με το συμπέρασμα ότι η καύση των αερίων καυσίμων έχει λιγότερες εκπομπές ρύπων σε σύγκριση με την καύση των συμβατικών καυσίμων που χρησιμοποιούσαμε για αρκετά χρόνια. 8

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο 1.1 Τι είναι υγραέριο Ο όρος υγραέριο αναφέρεται σε οποιοδήποτε προϊόν αποτελείται κατά βάση από μίγμα κάποιων από τους ακόλουθους υδρογονάνθρακες: προπάνιο, προπένιο (προπυλένιο), κανονικό βουτάνιο, ισοβουτάνιο, ισοβουτυλένιο, βουτένιο (βουτυλένιο) και αιθάνιο. Οι υδρογονάνθρακες αυτοί είναι σε συνήθεις ατμοσφαιρικές συνθήκες αέρια, τα οποία συνήθως υγροποιούνται υπό πίεση για τη μεταφορά και αποθήκευση. Το υγροποιημένο αέριο πετρελαίου, γνωστό και με τον αντίστοιχο διεθνή όρο LPG (Liquified Petroleum Gas), αποτελείται από ελαφρά κλάσματα αργού πετρελαίου, τα οποία είναι αέρια όταν βρίσκονται υπό συνήθεις ατμοσφαιρικές συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας. Τα αέρια αυτά κλάσματα υδρογονανθράκων διαχωρίζονται από τα υγρά κλάσματα κατά τη διύλιση που γίνεται στο αργό πετρέλαιο και οδεύουν προς δεξαμενές αποθήκευσης προς άλλες χρήσεις, ενώ τα υγρά κλάσματα χρησιμοποιούνται για την παρασκευή υγρών καυσίμων (ντίζελ, βενζίνη κ.ο.κ.). Επίσης ο όρος LPG αναφέρεται στα κλάσματα που αφαιρούνται από το φυσικό αέριο προτού αυτό οδεύσει προς κατανάλωση. Τα κλάσματα αυτά είναι υγρά όταν είναι υπό υψηλή πίεση. Αποτελείται κατά βάση από προπάνιο (C3H8) και βουτάνιο (C4Hl0) ή από συνδυασμό των δύο στοιχείων. Μπορούν επίσης να περιλαμβάνουν προπυλένιο, βουτυλένιο, ισοπροπυλένιο και ισοβουτυλένιο. Εικόνα 1.1 Χημική σύσταση βουτανίου και προπανίου 9

1.2 Φυσικά χαρακτηριστικά υγραερίου Είναι ένα ιδιαίτερα εύφλεκτο προϊόν (όπως όλοι οι υδρογονάνθρακες) και επιπλέον όταν είναι υγροποιημένο υπό πίεση υπάρχει ο κίνδυνος έκρηξης από απότομη εκτόνωση. Το LPG είναι καύσιμο υψηλής απόδοσης, αλλά αναφλέγεται μόνο αν αναμιχθεί με αέρα σε αναλογία υγραερίου-αέρα μεταξύ 1:50 και 1:10 (το όριο αυτό είναι χαμηλότερο από το αντίστοιχο για το CNG και υψηλότερο από αυτό τις βενζίνης και του Diesel). Το χαμηλό όριο ανάφλεξης σημαίνει ότι ακόμα και μικρές διαρροές μπορούν να έχουν σοβαρές συνέπειες. Η ανάφλεξη του μίγματος αυτού παρουσιάζει χαρακτηριστικά έκρηξης όταν γίνει σε περιορισμένο χώρο λόγω της ταχύτατης έκλυσης θερμικής ενέργειας (απότομη διαστολή του αέρα - αερίων). Όταν το μίγμα υγραερίου και αέρα είναι εκτός της παραπάνω περιοχής, είναι ή πολύ φτωχό ή πολύ πλούσιο για να αναφλεγεί. Διαρροή μικρής σχετικά ποσότητας υγρού υγραερίου μπορεί να δημιουργήσει μεγάλο όγκο αέριας φάσης και συνεπώς μεγάλο όγκο αναφλέξιμου μίγματος. Για τον έλεγχο ύπαρξης υγραερίου στον αέρα και μάλιστα σε αναφλέξιμη αναλογία, χρησιμοποιούνται κατάλληλα όργανα ανίχνευσης αναφλέξιμου μίγματος. Ως εκ τούτου, ισχύουν αυστηρές προδιαγραφές και κανονισμοί για τον χειρισμό, αποθήκευση και διάθεση του. Όπως φαίνεται στον Πίνακα 1.1, η θερμοκρασία αυτανάφλεξης του LPG στον αέρα είναι στους 493 C και του CNG στους 537 C, ενώ της βενζίνης και του Diesel στους 257 C και 249 C αντίστοιχα. Αυτό μας δείχνει ότι απαιτείται περισσότερη ενέργεια για την αυτανάφλεξη των αερίων καυσίμων. Η θερμιδική αξία του υγραερίου είναι περίπου 2,5 φορές υψηλότερη από την αντίστοιχη του φυσικού αερίου, πράγμα που σημαίνει ότι παράγεται περισσότερη ενέργεια από την ίδια ποσότητα αερίου, ενώ σε σχέση με τα υγρά καύσιμα, η κατ' όγκο θερμιδική αξία του LPG είναι μικρότερη. Είναι χημικά δραστικό και προκαλεί τη φθορά του φυσικού καουτσούκ και ορισμένων πλαστικών και για αυτό το λόγο πρέπει να χρησιμοποιείται αποκλειστικά εξοπλισμός και εξαρτήματα που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για αυτό. Θεωρείται πιο "καθαρό" από τους υγρούς υδρογονάνθρακες διότι έχει μεγαλύτερη αναλογία υδρογόνου-άνθρακα και άρα μικρότερες εκπομπές CO2. Επίσης χρησιμοποιείται ως ψυκτικό εργαζόμενο μέσο σε βιομηχανικά συστήματα ψύξης. Όπως είπαμε και πιο πάνω το LPG αποτελείται κατά βάση από προπάνιο και βουτάνιο, άρα θα πρέπει να δούμε ξεχωριστά τα φυσικά χαρακτηριστικά για αυτά τα δύο στοιχεία όπως φαίνεται στον Πίνακα 1.2[1]. 10

Πίνακας 1.1 Τεχνικά χαρακτηριστικά κοινών καυσίμων Ιδιότητα Εμφάνιση και φάση σε συνθήκες αποθήκευσης Υδροφιλία Ανώτερα Θερμογόνος Δύναμη (15,55 C υγρού) (Αερίου στους 15,55 C & 1Atm) Κατωτέρα Θερμογόνος Δύναμη (15,55 C υγρού) Μονάδα Diesel Βενζίνη LPG CNG φαιοκίτρινο υγρό Όχι κιτρινωπό υγρό Όχι άχρωμο αέριο Όχι άχρωμο αέριο Όχι 10778 52480 11167 47297 11938 34368 12322 53 2516 1050 10976 31597 11376 47 2315 930 83 102 αέριο 0,81% 0,93% 743,26 506,18 kcal/kg kcal/lt Btu/scf kcal/kg kcal/lt 10167 48697 (Αερίου στους 15,55 C & Btu/scf 1Atm) Λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης (στο σημ. Βρασμού) kcal/kg 50 Ψυκτική επίδραση Λανθάνουσας θερμότητας εξάτμισης 0,49% Πυκνότητα: Υγρού στους 15,55 C, εκτός μεθανίου CNG kg/m³ 844,17 Αερίου στους 15,55 C & 205 kg/m³ Atm Ατμών ή αερίου στους 15,55 C kg/m³ 4,81-7,21 & 1 Atm Ατμών ή αερίου σε σχέση με % 400-600 τον αέρα Αποθηκευτικός όγκος σε σχέση με το Diesel 100% Μερική πίεση ατμών (37,78 C) Atm 0,0014 0,014 Θερμοκρασία Βρασμού σε 1 C 177 343 Atm Όρια ευφλεκτικότητας (κατ' όγκο) κατώτερο 0.6% Λαμπρότητα φλόγας σε σχέση με την βενζίνη Θερμοκρασία αυτανάφλεξης Αριθμός κετανίου Αριθμός οκτανίων 10500 44338 169,8 2,4-4,81 1,86 0,73 200-400 152 60 110% 0,48 0,95 154% 12,86 445% αέριο 27 225-42 αέριο 1,4% 2% 5% ανώτερο 5,5% 7,6% 10% 15% % C 100 249 40-51 100 257 8 έως 14 85 95 60 493-5 έως 0 106 60 537-10 116 11

Πίνακας 1.2 Φυσικά χαρακτηριστικά προπανίου βουτανίου Προπάνιο η- Βουτάνιο Χημικός Τύπος Μοριακό Βάρος Σημείο πήξης υγρού σε 760mmHg ( C) Σημείο βρασμού υγρού σε 760mmHg ( C) Ειδικό βάρος υγρού σε 15,5 C (kg/it) Σχετική πυκνότητα αερίου (αέρας = 1) σεs.c. Κρίσιμη θερμοκρασία ( C) Κρίσιμη πίεση-απόλυτη (bar) Λόγος όγκου αερίου προς υγρό σε S.C. Λανθάνουσα θερμότητα στο σημείο βρασμού 760mmHg (Kcal/kg) (Kcal/Lit) Ανώτερη θερμογόνος δύναμη σε S.C. (Kcal/kg) (Kcal/m3) Απαιτούμενος αέρας καύσης σε S.C. (m3 αέρα/lm3 αερίου) (kg αέρα/lkg αερίου) Ειδική θερμότητα αερίου σε S.C Co (Kcal/kg C) Cv (Kcal/kg C) Σημείο ανάφλεξης - Flash Point ( C) Σημείο αυτανάφλεξης - Ignition Point ( C) Όρια ανάφλεξης μίγματος αερίου-αέρα (Vo\-%) Κατώτερο Ανώτερο Αριθμός Οκτανίων (Octane No) 12 C3H8 44,09-187,7-42,1 0,51 1,52 96,8 42,6 272,7 101,7 51,5 12048 22766 23,82 15,71 0,39 0,34-105 470 2,37 9,5 125 C4H10 58,12-138,3-0,5 0,58 2,01 152 38 237,8 92,3 53,1 11851 29875 30,97 13,49 0,4 0,36-60 365 1,86 8,41 91

1.3 Παραγωγή διανομή υγραερίου Το υγραέριο παράγεται, κατά κύριο λόγο, ως προϊόν της κλασματικής απόσταξης (διύλιση) του αργού πετρελαίου και με κάποιες περαιτέρω διεργασίες αλλά και από το φυσικό αέριο. 1.3.1 Από διύλιση Ο σκοπός ενός διυλιστηρίου πετρελαίου είναι να διαχωρίσει το αργό πετρέλαιο αρχικά σε κλάσματα με βάση την περιοχή βρασμού κάθε κλάσματος και στη συνέχεια να επεξεργαστούν για την παραγωγή των τελικών προϊόντων με τις επιθυμητές ιδιότητες. Η πρώτη και βασικότερη μονάδα ενός διυλιστηρίου είναι η μονάδα απόσταξης του αργού πετρελαίου. Το αργό πετρέλαιο αντλείται από δεξαμενές και αφού περάσει από μια σειρά εναλλακτών θερμότητας, όπου προθερμαίνεται με τη θερμοκρασία των προϊόντων της μονάδας, εισάγεται σε ένα φούρνο θέρμανσης. Στον φούρνο χρησιμοποιείται σαν καύσιμο γενικά η ναύθα, η οποία θερμαίνει το αργό πετρέλαιο ως την κατάλληλη θερμοκρασία (γύρω στους 400 C), ώστε να μεταβληθεί σε ατμό. Από την έξοδο του φούρνου οι ατμοί του πετρελαίου περνούν στο κάτω μέρος και στις πρώτες πλάκες της στήλης απόσταξης. Τα πλέον πτητικά προϊόντα ανεβαίνουν υπό μορφή ατμού προς το πάνω μέρος της στήλης, ενώ τα υπόλοιπα σε κατάσταση υγρού συσσωρεύονται στο κάτω μέρος της στήλης. Τα πρώτα προϊόντα, από το πάνω μέρος, είναι τα αέρια και οι ελαφροί υδρογονάνθρακες υπό μορφή ατμού, που συμπυκνώνονται με ψύξη και διοχετεύονται στα συστήματα απορρόφησης. Από τα άλλα πλευρικά σημεία της στήλης σε διάφορα ύψη εξάγονται τα υπόλοιπα προϊόντα. Μετά τη διύλιση γίνονται κάποιες διεργασίες (όπως είναι η καταλυτική αναμόρφωση, η υδρογονοεπεξεργασία, ο διαχωρισμός H2 S, η γλύκανση, η πυρόλυση και η αποπαραφίνωση) σε ξεχωριστές μονάδες ώστε να έχουμε τα τελικά προϊόντα με τα επιθυμητά χαρακτηριστικά. Αυτές οι διεργασίες φαίνονται και στην Εικόνα 1.2[2]. 13

Εικόνα 1.2 Διάγραμμα επεξεργασίας πετρελαίου σε διυλιστήριο 1.3.2 Από φυσικό αέριο Το φυσικό αέριο είναι ένα φυσικό προϊόν που βρίσκεται παγιδευμένο σε υπόγειες κοιλότητες. Περιέχει ένα πλήθος συστατικών και η σύστασή του διαφοροποιείται από περιοχή σε περιοχή. Το πλεονάζον συστατικό είναι το μεθάνιο, αλλά περιέχει και άλλους ελαφρείς υδρογονάνθρακες, αιθάνιο, προπάνιο, βουτάνιο και βαρύτερους σε μικρές ποσότητες. Περιέχει επίσης νερό, διοξείδιο του άνθρακα και υδρόθειο ή / και μερκαπτάνες όπως και άζωτο. Το φυσικό αέριο ταξιδεύει σε μεγάλες αποστάσεις από το σημείο παραγωγής μέχρι το σημείο κατανάλωσης σε χαλύβδινους σωλήνες πιέσεως. Το φυσικό αέριο πριν εισέλθει στους αγωγούς διανομής επεξεργάζεται στην πηγή. Δίπλα στα πηγάδια φυσικού αερίου υπάρχουν σε γήπεδο οι μονάδες επεξεργασίας του. Επειδή οι περιεχόμενοι υδρογονάνθρακες έχουν από μόνοι τους εμπορική αξία, αφαιρούνται συνήθως 14

από το φυσικό αέριο σε μια αλληλουχία αποστακτικών στηλών Αυτοί οι υδρογονάνθρακες αποτελούν τη φυσική βενζίνη και μπορούν να διαχωριστούν είτε με συμπίεση και ψύξη είτε με απορρόφηση από γκαζόιλ και ακολούθως διαχωρισμό της φυσικής βενζίνης από το γκαζόιλ με απόσταξη. Η φυσική αυτή βενζίνη περιέχει και προπάνιο και βουτάνιο, τα οποία θεωρούνται ανεπιθύμητα συστατικά και έτσι απομακρύνονται σε στήλη κλασματικής απόσταξης και συγκεντρώνονται ως υγραέρια. Ένα τυπικό διάγραμμα επεξεργασίας φυσικού αερίου είναι το διάγραμμα της Εικόνας 1.3[3]. Εικόνα 1.3 Διάγραμμα επεξεργασίας φυσικού αερίου 15

Η διαφορά των υγραερίων που παράγονται από το φυσικό αέριο είναι ότι περιέχουν σχεδόν αποκλειστικά κορεσμένους υδρογονάνθρακες, ενώ τα υγραέρια που λαμβάνονται από τα διυλιστήρια μπορούν να περιέχουν και ακόρεστες ενώσεις, όπως προπυλένιο και βουτυλένιο. 1.3.3 Διανομή αποθήκευση Η μεταφορά και αποθήκευση του υγραερίου γίνεται σε υγρή μορφή, υπό πίεση και με ελαφρά ψύξη του και αυτό γίνεται γιατί σε αυτή τη φάση καταλαμβάνει μόνο το 1/250 του όγκου που χρειάζεται εάν αποθηκευτεί σε αέρια φάση. Η χρήση του υγραερίου απαιτεί την επαναεριοποίησή του και σε περιπτώσεις μεγάλης κατανάλωσης απαιτείται θερμαντήρας. Το χρησιμοποιούμενο υγραέριο είναι σύνθεση προπανίου και βουτανίου τα οποία διαφέρουν κατά πολύ στις συνθήκες αποθήκευσής τους. Το προπάνιο έχει χαμηλότερο σημείο βρασμού από το βουτάνιο και η μετατροπή του από υγρό σε αέριο συνεχίζεται ακόμα και σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες. Αυτή η ιδιότητα το καθιστά κατάλληλο για χρήση στον οικιακό και τουριστικό τομέα, σε συστήματα θέρμανσης, για την παροχή ζεστού νερού και το μαγείρεμα καθώς και για ένα μεγάλο αριθμό χρήσεων στον αγροτικό τομέα και τη βιομηχανία. Συνεπώς, το προπάνιο είναι ο καλύτερος τύπος υγραερίου για χρήση ως καύσιμο. Διάγραμμα 1.1 Αναλογία πίεσης μιγμάτων LPG με την θερμοκρασία 16

Το Διάγραμμα 1.1[4] μας δείχνει την πίεση διαφόρων μιγμάτων LPG σε συνάρτηση με την θερμοκρασία. Στην Ελλάδα τα περισσότερα πρατήρια χρησιμοποιούν μίγμα LPG που περιέχει 70% προπάνιο και 30% βουτάνιο. Αυτή η αναλογία αλλάζει ελάχιστα από εταιρία σε εταιρία. 1.4 Όρια ρύπων κυκλοφορούντων οχημάτων Οι κατασκευάστριες εταιρίες κινητήρων και οχημάτων γενικά είναι υποχρεωμένες να ακολουθούν κάποιους κανόνες για τις εκπομπές ρύπων πριν αυτά τα οχήματα βγουν στην μαζική παραγωγή. Έτσι οι εταιρίες αναγκάστηκαν να τροποποιήσουν την τεχνολογία των κινητήρων τους ώστε να πληρούν αυτούς τους κανόνες πρότυπα και έτσι γίνεται εμφανής η κατηγοριοποίηση των κινητήρων σε γενιές. Αυτοί οι κανόνες πρότυπα είναι γνωστοί ως EURO (1,2,3,4 και 5) και εφαρμόζονται για την αδειοδότηση της κυκλοφορίας ενός νέου μοντέλου μιας εταιρίας. Τα κυκλοφορούντα οχήματα σύμφωνα με την ισχύουσα νομοθεσία θα πρέπει να ελέγχονται περιοδικά για την κατάσταση του κινητήρα τους. Χαρακτηριστικό στοιχείο που περιγράφει την λειτουργική κατάσταση ενός κινητήρα οχήματος είναι οι εκπεμπόμενοι ρύποι από αυτόν. Κατ αναλογία με την νομοθεσία που διέπει την κυκλοφορία ενός νέου μοντέλου έχει θεσπισθεί νομοθεσία που καθορίζει τα εκπεμπόμενα όρια από κυκλοφορούντα οχήματα. Οι Ευρωπαϊκές οδηγίες που ενσωματώθηκαν στην Ελληνική νομοθεσία[5] προβλέπουν τα όρια των καυσαερίων των κυκλοφορούντων οχημάτων ανάλογα με την ημερομηνία έκδοσης της πρώτης άδειας κυκλοφορίας όπως φαίνεται στον Πίνακα 1.3. Αυτόν τον πίνακα χρησιμοποιούν και τα ΚΤΕΟ για τον τεχνικό έλεγχο καυσαερίων των κυκλοφορούντων οχημάτων. Οι μετρήσεις και ο τεχνικός έλεγχος των οχημάτων γίνεται με τον αναλυτή καυσαερίων. Επίσης για οχήματα που διαθέτουν διάταξη OBD, προβλέπεται ειδικός έλεγχος συνδέοντας την διάταξη αυτή, μέσω μιας πρίζας, με ηλεκτρονικό υπολογιστή και ελέγχοντας τον συντελεστή Λάμδα (θα πρέπει: 0,97 λ 1,03). Δεν έχει προβλεφθεί κάποιο νομοθέτημα για τους κινητήρες EURO 4 που χρησιμοποιούν το OBD II (Διπλός αισθητήρας λάμδα, ύπαρξη προκαταλύτη). 17

Πίνακας 1.3 Όρια ρύπων βενζινοκίνητων οχημάτων Οχήματα με ρυθμιζόμενο τριοδικό καταλυτικό μετατροπέα με ημερομηνία 1ης άδειας κυκλοφορίας πριν την 1/7/2002 Ρύπος Μονοξείδιο του άνθρακα (CO) % Υδρογονάνθρακες (HC) ppm Ρελαντί 2500 ± 300 στρ/λεπτό <=0,5 <=0,3 <=120 <=100 Οχήματα με ρυθμιζόμενο τριοδικό καταλυτικό μετατροπέα με ημερομηνία 1ης άδειας κυκλοφορίας μετά την 1/7/2002 Μονοξείδιο του Άνθρακα (CO) % <=0,3 <=0,2 Υδρογονάνθρακες (HC) ppm <=120 <=100 Οχήματα συμβατικής τεχνολογίας με έτος πρώ της άδειας κυκλοφορίας πριν την 1/10/1986 Μονοξείδιο του Άνθρακα (CO) % Υδρογονάνθρακες (HC) ppm <=4,5 - <=800 <=700 Οχήματα συμβατικής τεχνολογίας με έτος πρώ της άδειας κυκλοφορίας μετά την 1/10/1986 Μονοξείδιο του Άνθρακα (CO) % <=3.5 - Υδρογονάνθρακες (HC) pp <=500 <=400 1.5 Εξέλιξη υγραεριοκίνησης στο αυτοκίνητο Η εξέλιξη της υγραεριοκίνησης στην διάρκεια των ετών έγινε παράλληλα με την εξέλιξη των συμβατικών κινητήρων την οποία μπορούμε να κατηγοριοποιήσουμε σε γενιές. Έτσι για κάθε γενιά εξέλιξης αυτοκινήτου υπάρχει και το ανάλογο σύστημα υγραεριοκίνησης. 1.5.1 1ης γενιάς (Venturi) Είναι οι κινητήρες οι οποίοι για την τροφοδοσία χρησιμοποιούν καρμπυρατέρ ή μηχανικό ψεκασμό καυσίμου. Στην πρώτη περίπτωση, η μίξη του καυσίμου με τον αέρα γίνεται στο καρμπυρατέρ, ενώ με μηχανικό ψεκασμό το καύσιμο ψεκάζεται λίγο πριν την πολλαπλή εισαγωγής. Πρόκειται για κινητήρες με ηλεκτρική ανάφλεξη, χρησιμοποιώντας τα μπουζί ή με ανάφλεξη από συμπίεση (αυτανάφλεξη). 18

Εικόνα 1.4 Κινητήρας με μηχανικό ψεκασμό Το σύστημα υγραεριοκίνησης που εφαρμόζεται σε αυτόν τον κινητήρα είναι πολύ απλής μορφής. Για να είναι λειτουργικό το σύστημα απαιτείται να υπάρχει ο πνεύμονας που αεριοποιεί και θερμαίνει το LPG, οι ηλεκτροβαλβίδες βενζίνης και LPG που διακόπτουν την παροχή του ανάλογου καυσίμου παίρνοντας εντολή από τον διακόπτη επιλογής καυσίμου, το μίξερ που διοχετεύει το LPG πριν το καρπυρατέρ ή την πολλαπλή εισαγωγής και την δεξαμενή του LPG. Εικόνα 1.5 Κινητήρας με καρμπυρατέρ 19

1.5.2 2ης γενιάς Είναι οι κινητήρες που χρησιμοποιούν καρμπυρατέρ ή μηχανικό ψεκασμό, διαθέτουν ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου της παρεχομένης ποσότητας καυσίμου στον κινητήρα μέσω αισθητήρα Λάμδα, ώστε να είναι δυνατή η κατάλυση των καυσαερίων από τριοδικό καταλυτικό μετατροπέα. Οι κινητήρες αυτής της γενιάς διαθέτουν και ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου του σημείου ανάφλεξης του μίγματος. Το σύστημα υγραεριοκίνησης αυτής της γενιάς για να προσαρμόσει την ποσότητα έγχυσης καυσίμου παίρνει πληροφορίες από τον αισθητήρα Λάμδα μέσω της ίδιας ηλεκτρονικής μονάδας ελέγχου που χρησιμοποιείται και για την βενζίνη. Εικόνα 1.6 Κινητήρας με μηχανικό ψεκασμό και αισθητήρα Λάμδα 1.5.3 3ης γενιάς Είναι οι κινητήρες μονού ή πολλαπλού ψεκασμού καυσίμου με εγκέφαλο και κλειστό κύκλωμα αισθητήρα Λάμδα. Ο ψεκασμός (injection) του καυσίμου στην πολλαπλή εισαγωγής γίνεται με ηλεκτροβαλβίδες (beck). Ο ψεκασμός του καυσίμου γίνεται από ένα ψεκαστήρα (μονό σημείο ψεκασμού) ή από τέσσερις ψεκαστήρες που ψεκάζουν ταυτόχρονα (full group), ή ψεκάζουν ανά δύο και σε ορισμένες περιπτώσεις χρονισμένα. Δεν επιδέχονται καμία ρύθμιση στην παροχή καυσίμου από τον εγκαταστάτη μηχανικό, εφόσον υπάρχει εγκέφαλος Η τεχνολογία ελέγχου βλαβών γίνεται από την ενδεικτική λυχνία βλαβών στο καντράν του αυτοκινήτου. 20

Οι κινητήρες αυτής της γενιάς διαθέτουν και ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου του σημείου ανάφλεξης του μίγματος (advance), με συνεχή ρύθμιση του advance του κινητήρα μέσω αισθητήρα ανίχνευσης της προανάφλεξης (πειράκια). Η αγγλική ορολογία του αισθητήρα είναι knock sensor. Το σύστημα υγραεριοκίνησης αυτής της γενιάς έχει δικό του εγκέφαλο πλέον και λειτουργεί ανεξάρτητα από το σύστημα της βενζίνης. Η έγχυση του αερίου γίνετε αποκλειστικά με ηλεκτρονικό ψεκασμό και η εναλλαγή καυσίμου γίνετε αυτόματα. Σε αυτή τη γενιά παρουσιάζετε για πρώτη φορά ο ηλεκτρονικός ψεκασμός αερίου LPG πολλαπλών σημείων μέσω των beck υγραερίου που εφαρμόζονται λίγο πριν την εισαγωγή κάθε κυλίνδρου. Εικόνα 1.7 Κινητήρας με ηλεκτρονικό ψεκασμό και αισθητήρα Λάμδα 1.5.4 4ης γενιάς Η τεχνολογία αυτών των κινητήρων αναπτύχθηκε για να ικανοποιήσουν τις προδιαγραφές εκπομπών ρύπων κατά EURO 4. Τα χαρακτηριστικά αυτών των κινητήρων είναι ότι χρησιμοποιούν εξολοκλήρου σύστημα πολλαπλού σειριακού ψεκασμού, διαθέτουν εγκέφαλο (ECU) με κλειστό κύκλωμα ελέγχου εκπομπών ρύπων και ποσότητας καυσίμου με δύο αισθητήρες Λάμδα, έναν πριν και έναν 21

μετά τον καταλυτικό μετατροπέα ώστε να ελέγχεται η απόδοσή του. Σε πολλά από τα οχήματα αυτής της γενιάς υπάρχει μεταλλικός προκαταλύτης αμέσως μετά την πολλαπλή εξαγωγής του κινητήρα, ώστε να ξενικά η κατάλυση των καυσαερίων σχεδόν άμεσα μετά την εκκίνηση του κινητήρα. Τα συστήματα υγραεριοκίνησης που εφαρμόζονται εδώ έχουν την ικανότητα να αλληλεπιδρούν με το υπάρχον σύστημα βενζίνης μέσω θύρας EOBD (με τον εγκέφαλο δηλαδή του κινητήρα του αυτοκινήτου μέσω της 16pin πρίζας).έτσι μπορούν οι εγκέφαλοι του υγραερίου με τις εντολές που δέχονται από τους εγκέφαλους των οχημάτων να διορθώνουν τον χρόνο ψεκασμού άμεσα όταν αυτός αλλάζει εξ αιτίας διαφόρων αιτιών. Εικόνα 1.8 Κινητήρας πολλαπλού ψεκασμού με ECU και σύνδεση μέσω θύρας EOBD 1.5.5 5ης γενιάς Τα συστήματα αυτά δεν διαφέρουν από τα συστήματα 4ης γενιάς, σε ότι αφορά τα εγκατεστημένα συστήματα αντιρρύπανσης στο σύστημα εξαγωγής των καυσαερίων. Ικανοποιούν όμως τις αυστηρότερες προδιαγραφές ρύπων EURO 5. Σε αυτήν την γενιά ανήκουν και τα συστήματα άμεσου υγρού ψεκασμού που επιβάλλεται να λειτουργούν σε απόλυτη εναρμόνιση με τον εγκέφαλο του αυτοκινήτου. 22

Για τους κινητήρες αυτής της γενιάς αναπτύχθηκαν και αναπτύσσονται συστήματα υγρού ψεκασμού του υγραερίου μέσα από τα ίδια στοιχεία άμεσου ψεκασμού που χρησιμοποιούνται για την βενζίνη. Οι τοποθετήσεις συστημάτων αέριου ψεκασμού πριν την βαλβίδα εισαγωγής του μίγματος δεν έχουν αποδώσει τα αναμενόμενα μια που οι κινητήρες αυτής της τεχνολογίας λειτουργούν σε πολύ χαμηλά φορτία και λειτουργούν με πολύ φτωχά μίγματα και σε πολλές περιπτώσεις η αυτανάφλεξη είναι επιλογή του κατασκευαστεί για την καλή λειτουργία του κινητήρα. Εικόνα 1.9 Κινητήρας άμεσου υγρού ψεκασμού 23

24

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο 2.1 Εξαρτήματα συστήματος υγραεριοκίνησης Από τη νομοθεσία[6] προβλέπονται όλα τα απαραίτητα και βασικά εξαρτήματα συστήματος υγραεριοκίνησης ώστε να καλύπτονται οι τεχνικές προδιαγραφές για ένα λειτουργικό και ασφαλές όχημα κατά τη χρήση αερίου καυσίμου. Έτσι τα βασικά εξαρτήματα είναι τα εξής: 2.1.1 Δεξαμενή καυσίμου Η δεξαμενή καυσίμου είναι ο χώρος που αποθηκεύεται το υγραέριο υπό πίεση. Είναι συνήθως ένα κυλινδρικό δοχείο με δύο κυρτούς πυθμένες (Εικόνα 2.1). Επίσης υπάρχουν και οι τοροειδής δεξαμενές (Εικόνα 2.2). Η χωρητικότητα κυμαίνετε από 30 έως 70 λίτρα για την τοροειδής δεξαμενή και από 40 έως 110 λίτρα για την κυλινδρική. Εικόνα 2.1 Κυλινδρική δεξαμενή Εικόνα 2.2 Τοροειδής δεξαμενή 2.1.2 Πολυβαλβίδα Είναι η διάταξη που εφαρμόζει στην δεξαμενή (Εικόνα 2.3) και αποτελείται από τα εξής στοιχεία: βαλβίδα διακοπής 80%, δείκτης στάθμης, ανακουφιστική βαλβίδα πίεσης, χειροκίνητη βαλβίδα διακοπής υγραερίου, τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής υγραερίου, ανακουφιστική διάταξη με θερμική ασφάλεια. 25

Εικόνα 2.3 Πολυβαλβίδα 2.1.2.1 Βαλβίδα διακοπής 80% του περιοριστή στάθμης πλήρωσης Είναι η διάταξη η οποία περιορίζει την πλήρωση κατά μέγιστο στο 80% της χωρητικότητας της δεξαμενής (Εικόνες 2.4 και 2.5). Το πλαστικό που φαίνεται στην Εικόνα 2.4 επιπλέει στο υγρό και όταν φτάσει στο 80% της δεξαμενής διακόπτει την παροχή υγραερίου με το σύστημα που φαίνεται στην Εικόνα 2.5. Εικόνα 2.4 Εικόνα 2.5 Διάταξη της βαλβίδας διακοπής 80% 2.1.2.2 Δείκτης στάθμης Είναι η διάταξη η οποία επαληθεύει τη στάθμη υγρού στη δεξαμενή (Εικόνα 2.6). Λειτουργεί με μαγνήτη που παίρνει εντολή από την διάταξη της Εικόνας 2.5. 26

Εικόνα 2.6 Δείκτης στάθμης 2.1.2.3 Ανακουφιστική βαλβίδα πίεσης (εκτόνωσης) Είναι η διάταξη εκτόνωσης της πίεσης που επικρατεί στην δεξαμενή (Εικόνα 2.7). Σε περίπτωση που η πίεση στην δεξαμενή υπερβεί το επιτρεπόμενο όριο, η βαλβίδα εκτόνωσης επιτρέπει την διαφυγή υγραερίου με την μορφή ατμών ώστε να έρθει η πίεση στα επιτρεπτά όρια. Εικόνα 2.7 Ανακουφιστική βαλβίδα πίεσης 2.1.2.4 Χειροκίνητη βαλβίδα Είναι η διάταξη με την οποία ο χειριστής του συστήματος κλείνει χειροκίνητα την παροχή υγραερίου προς όλο το σύστημα (Εικόνα 2.8). 27

Εικόνα 2.8 Χειροκίνητη βαλβίδα 2.1.2.5 Τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής υγραερίου Είναι η διάταξη (Εικόνα 2.9) που διακόπτει την παροχή υγραερίου στο σύστημα και ελέγχεται από την μονάδα ελέγχου της υγραεριοκίνησης. Όταν ο κινητήρας δεν λειτουργεί, η βαλβίδα είναι κλειστή. Εικόνα 2.9 Τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής υγραερίου 28

2.1.2.6 Ανακουφιστική διάταξη με θερμική ασφάλεια Είναι η διάταξη που χρησιμοποιεί θερμικό στοιχείο, το οποίο αν αντιληφθεί θερμοκρασία άνω των 120 C, ανοίγει μια οπή για να μπορεί να διαφύγει μια μεγάλη ποσότητα αερίου ώστε να μην δημιουργηθούν μεγάλα ποσά πίεσης στο εσωτερικό της δεξαμενής (Εικόνα 2.10). Εικόνα 2.10 Θερμική ασφάλεια 2.1.3 Μονάδα πλήρωσης με βαλβίδα αντεπιστροφής Μονάδα πλήρωσης είναι η διάταξη που επιτρέπει την πλήρωση της δεξαμενής με καύσιμο (Εικόνα 2.11). Στη μονάδα πλήρωσης συμπεριλαμβάνονται το τυποποιημένο στόμιο για την προσαρμογή της κάνουλας πλήρωσης των πρατηρίων καυσίμου και η βαλβίδα αντεπιστροφής που επιτρέπει τη ροή του υγραερίου σε υγρή μορφή προς μία κατεύθυνση (προς τη δεξαμενή) και εμποδίζει τη ροή του προς την αντίθετη. Βαλβίδα αντεπιστροφής μπορεί να υπάρχει και στην πολυβαλβίδα για τον ίδιο σκοπό. 29

Εικόνα 2.11 Μονάδα πλήρωσης με βαλβίδα αντεπιστροφής 2.1.4 Ρυθμιστής πίεσης - εξαεριωτής Είναι το βασικό εξάρτημα στο σύστημα υγραεριοκίνησης. Είναι η διάταξη η οποία μετατρέπει το υγρό υγραέριο σε αέριο (Εικόνα 2.12). Κατά την φάση της εκτόνωσης του υγραερίου, από την υγρή στη αέρια φάση, λόγω της λανθάνουσας ενθαλπίας εξάτμισης, απορροφάται θερμότητα με αποτέλεσμα να ψύχεται το περιβάλλον στο οποίο πραγματοποιείται η εξάτμιση. Για να αντιμετωπισθεί το φαινόμενο της ψύξης ο εξαερωτής τροφοδοτείται με το ζεστό νερό ή λάδι από το σύστημα ψύξης του κινητήρα Το ζεστό νερό ή λάδι εισέρχεται στον εξαεριωτή και με θερμική επαγωγή μέσω των σπειροειδών τοιχωμάτων του βοηθά στην αεριοποίηση του υγραερίου. Εικόνα 2.12 Ρυθμιστής πίεσης - εξαεριωτής (Πνεύμονας) 30

2.1.5 Άκαμπτους και/ή ελαστικούς σωλήνες Πρόκειται για σωλήνες μεταφοράς νερού/λαδιού ή υγραερίου. Οι σωλήνες μεταφοράς νερού/λαδιού είναι από καουτσούκ και χρησιμοποιούνται για να αεριοποιούν το υγραέριο στον εξαεριωτή. Από καουτσούκ είναι επίσης και οι σωλήνες που μεταφέρουν το αέριο από τον εξαεριωτή στην διάταξη έγχυσης. Για την μεταφορά υγρού υγραερίου, από την δεξαμενή στον εξαεριωτή, χρησιμοποιούμε χαλκοσωλήνες, λόγο της μεγάλης πίεσης, διαμέτρου Φ6 mm ή Φ8 mm. 2.1.6 Ηλεκτρονικός ή ηλεκτρικός διακόπτης επιλογής καυσίμου Είναι η διάταξη με την οποία ελέγχουμε το είδος του καυσίμου που χρησιμοποιούμε (Εικόνα 2.13). Επιπλέον, πάνω στο διακόπτη υπάρχουν λυχνίες τύπου led για την ένδειξη της στάθμης του καυσίμου στη δεξαμενή. Εικόνα 2.13 Ηλεκτρονικός διακόπτης επιλογής καυσίμου 2.2 Ανάλυση κινητήρα με το υπάρχον σύστημα Ο κινητήρας που χρησιμοποιήθηκε για την μετατροπή είναι εγκατεστημένος στο εργαστήριο των Μ.Ε.Κ και είναι ένας συμβατικός κινητήρας Ford 1600 cc τετράχρονος, τεσσάρων κυλίνδρων και υδρόψυκτος. Βρίσκεται τοποθετημένος σε κλίνη εργαστηριακών δοκιμών της εταιρίας PLINT & PARTNERS LTD ENGINEERS. Η εγκατάσταση και οι πρώτες μετρήσεις του κινητήρα πραγματοποιήθηκαν το 1985. Στον Πίνακα 2.1 βλέπουμε τα τεχνικά 31

χαρακτηριστικά του κινητήρα. Είναι κινητήρας με σύστημα τροφοδοσίας και ελέγχου των εκπεμπομένων καυσαερίων πρώτης γενιάς καθώς δεν διαθέτει ελεγκτικό σύστημα Λάμδα ούτε καταλυτικό μετατροπέα και για την τροφοδοσία και μίξη καυσίμου χρησιμοποιεί καρμπυρατέρ. Στον κινητήρα υπήρχε εγκατεστημένο σύστημα υγραεριοκίνησης στο οποίο θα αναφερθούμε πιο κάτω. Τύπος: Αριθμός πλαισίου: Διάμετρος κυλίνδρου: Διαδρομή εμβόλου: Όγκος εμβολισμού: Σχέση συμπίεσης: Περιοχή στροφών: Αριθμός κυλίνδρων: Ford 1600cc D4606/004ET 80,98 mm 77,62 mm 1599cc 8:1 1500-3600 rpm 4 Πίνακας 2.1 Τεχνικά χαρακτηριστικά κινητήρα 2.2.1 Σύστημα υδρόψυξης Ο κινητήρας χρησιμοποιεί ένα ανοιχτό σύστημα υδρόψυξης, καθώς αντί για ψυγείο έχει μια τετράγωνη δεξαμενή νερού (Εικόνα 2.14). Στην ανοιχτή δεξαμενή υπάρχει συνεχής κυκλοφορία του νερού στον κινητήρα μέσω αντλίας και το σύστημα ύδρευσης τροφοδοτεί συνεχώς την δεξαμενή με κρύο νερό. Στην απέναντι πλευρά της δεξαμενής υπάρχει μια οπή υπερχείλισης από την οποία διαφεύγει το περισσευούμενο νερό στην αποχέτευση. Εικόνα 2.14 Δεξαμενή νερού του συστήματος ψύξης 32

2.2.2 Δυναμοπέδη Στην κλίνη εργαστηριακών δοκιμών βρίσκεται εγκατεστημένη δυναμοπέδη (δυναμόμετρο απορρόφησης) με αριθμό ΤΕ16 R4/6568. Η ηλεκτρική παροχή που μπορεί να χρησιμοποιήσει η δυναμοπέδη είναι στο μέγιστο 380 Volt των 50 Hz και τριφασικό ρεύμα. Η μέγιστη ισχύς που μπορεί να παράγει είναι τα 50 Kw στις 6000 rpm. Ο άξονας της δυναμοπέδης συνδέεται με κοχλίες και περικόχλια με τον στροφαλοφόρο άξονα του κινητήρα (Εικόνα 2.15). Εικόνα 2.15 Τρόπος σύνδεσης άξονα δυναμοπέδης με στροφαλοφόρο άξονα Η δυναμοπέδη (Εικόνα 2.16) χρησιμοποιεί σαν ρεύμα διέγερσης το ρεύμα που προέρχεται από μια μπαταρία αυτοκινήτου, αφού περάσει πρώτα από ένα μετασχηματιστή ρεύματος, που είναι συνδεδεμένη στο σύστημα όπως φαίνεται στο Διάγραμμα 2.2. Χρησιμοποιείται για να υποβάλλουμε τον κινητήρα σε δοκιμές με δύο βασικούς τρόπους: α) Ο πρώτος τρόπος είναι να δώσουμε αρνητική ροπή στον στροφαλοφόρο άξονα του κινητήρα αυξάνοντας την ισχύ του ρεύματος στην δυναμοπέδη. β) Ο δεύτερος τρόπος είναι να αυξήσουμε τις στροφές του κινητήρα και να δούμε την ισχύ που παράγει χωρίς να έχουμε μεταβάλλει την ισχύ του ρεύματος στην πέδη. Τους τρόπους αυτούς θα τους αναλύσουμε περισσότερο σε επόμενο κεφάλαιο. Λόγο έλλειψης μίζας στον κινητήρα αναστρέφεται η λειτουργία της γεννήτριας, που χρησιμοποιείται ως δυναμοπέδη, η οποία λειτουργεί ως ηλεκτρικός κινητήρας για να εκκινήσει τον θερμικό μας κινητήρα. Δίνει δηλαδή την ροπή που χρειάζεται για να γυρίσει ο στροφαλοφόρος άξονας. Για να μην υπερθερμαίνονται τα τυλίγματα της γεννήτριας υπάρχει ένα μοτέρ που στον 33

άξονά του έχει πτερύγια και τροφοδοτεί την δυναμοπέδη με κρύο αέρα περιβάλλοντος. Εικόνα 2.16 Δυναμοπέδη κινητήρα 2.2.3 Μονάδα ελέγχου Η μονάδα ελέγχου είναι της εταιρίας PLINT & PARTNERS LTD και βρίσκεται μπροστά από τον κινητήρα (Εικόνα 2.17). Με αυτή τη μονάδα ο χειριστής ελέγχει την δυναμοπέδη και τον κινητήρα. Ελέγχει, δηλαδή, τις στροφές της δυναμοπέδης και του κινητήρα και την παροχή ρεύματος στην δυναμοπέδη. Στην κονσόλα είναι επίσης εγκατεστημένα ψηφιακά όργανα που παίρνουν εντολές από τους διάφορους αισθητήρες που βρίσκονται στον κινητήρα και δείχνουν την ροπή του άξονα, τις στροφές του άξονα ανά λεπτό καθώς και τη θερμοκρασία (εισαγωγή νερού ψύξης, εξαγωγή νερού ψύξης, καυσαέρια). Επίσης υπάρχει και ένα ψηφιακό χρονόμετρο. Εικόνα 2.17 Μονάδα ελέγχου 34

2.2.4 Σύστημα υγραεριοκίνησης Το σύστημα υγραεριοκίνησης που ήταν εγκατεστημένο είναι της δεκαετίας του '80 της εταιρίας CALOR GAS CO. LTD για πρώτης γενιάς κινητήρες και αποτελείται από: I. τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής βενζίνης II. διακόπτης επιλογής καυσίμου δύο θέσεων III.Τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής υγραερίου - μονάδα φίλτρου IV. ρυθμιστής πίεσης εξαεριωτής V. αισθητήρας υποπίεσης. Τα παραπάνω εξαρτήματα δεν είναι πιστοποιημένα σύμφωνα με την τρέχουσα νομοθεσία για την υγραεριοκίνηση για αυτόν τον λόγο και δεν διαθέτει δεξαμενή και τα παρελκόμενα της πολυβαλβίδας, καθώς είναι παλιάς τεχνολογίας. 2.2.4.1 Τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής βενζίνης Αποτελείται από μια ηλεκτροβαλβίδα η οποία επιτρέπει ή διακόπτει την παροχή βενζίνης (Εικόνα 2.18). Όταν η ηλεκτροβαλβίδα τροφοδοτείται με τάση τότε διέρχεται από αυτήν ρεύμα και η βαλβίδα ανοίγει επιτρέποντας την κυκλοφορία βενζίνης προς το καρπυρατέρ. Εικόνα 2.18 Τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής βενζίνης 35

2.2.4.2 Διακόπτης επιλογής καυσίμου δύο θέσεων Είναι η διάταξη με την οποία επιλέγουμε το καύσιμο που θα χρησιμοποιήσουμε (Εικόνα 2.19). Αν επιλέξουμε υγραέριο (LPG) το ρεύμα διέρχεται και ενεργοποιεί τα ηλεκτρικά στοιχεία του υγραερίου, ενώ αν επιλέξουμε βενζίνη (PETROL) το ρεύμα διέρχεται και ενεργοποιεί τα στοιχεία της βενζίνης. Η συνδεσμολογία φαίνεται στα διαγράμματα 2.1 και 2.2 και την αναλύουμε πιο κάτω. Εικόνα 2.19 Διακόπτης επιλογής καυσίμου δύο θέσεων 2.2.4.3 Τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής υγραερίου - μονάδα φίλτρου Στην εικόνα 2.20 φαίνεται η μονάδα φίλτρου υγραερίου με ενσωματωμένη την τηλεχειριζόμενη ηλεκτροβαλβίδα διακοπής υγραερίου. Το εξάρτημα αυτό είναι χωρισμένο κάθετα σε δυο επίπεδα: το ένα μέρος αποτελεί το φίλτρο που συγκρατεί διάφορα ανεπιθύμητα σωματίδια και το άλλο τον μηχανισμό της βαλβίδας που κλείνει την παροχή υγραερίου σε όλο το σύστημα. Ήταν εγκατεστημένη αμέσως πριν τον πνεύμονα. 36

Εικόνα 2.20 Μονάδα φίλτρου τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής υγραερίου 2.2.4.4 Ρυθμιστής πίεσης εξαεριωτής Ο ρυθμιστής πίεσης εξαεριωτής που χρησιμοποιούσε το σύστημα (Εικόνα 2.21) είναι της εταιρίας που αναφέραμε πιο πάνω. Λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο που λειτουργούν όλοι οι πνεύμονες, τον οποίο τον αναλύσαμε στο κεφάλαιο 2.1.4. Το μέσο που χρησιμοποιούσε για να αντιμετωπιστεί το φαινόμενο της ψύξης λόγω της εκτόνωσης του υγραερίου, είναι το ζεστό νερό από το σύστημα ψύξης του κινητήρα. Εικόνα 2.21 Ρυθμιστής πίεσης εξαεριωτής (πνεύμονας) 37

2.2.4.5 Αισθητήρας υποπίεσης Στον πνεύμονα υπήρχε εγκατεστημένος και ο αισθητήρας υποπίεσης (Εικόνα 2.22) ο οποίος διέθετε εσωτερικά μια μεμβράνη ευαίσθητη στην πίεση. Στο πάνω μέρος του αισθητήρα υπάρχει διακόπτης ο οποίος κλείνει και ανοίγει την παροχή ρεύματος στο σύστημα υγραεριοκίνησης. Έτσι, όταν ο κινητήρας βρίσκεται σε λειτουργία δημιουργείται υποπίεση. Λόγο της αναρρόφησης κατά την φάση της εισαγωγής του μίγματος στον κινητήρα από την κίνηση των εμβόλων, κινείται η μεμβράνη του αισθητήρα και αυτή με την σειρά της κλείνει τον διακόπτη ώστε να υπάρχει ροή ρεύματος. Φυσικά για να υπάρχει ροή ρεύματος στο σύστημα υγραεριοκίνησης θα πρέπει ο διακόπτης επιλογής καυσίμου να ήταν στη θέση LPG. Εικόνα 2.22 Αισθητήρας υποπίεσης 2.2.5 Διαγράμματα προεγκατεστημένου συστήματος Στις δύο επόμενες σελίδες βλέπουμε τα δύο διαγράμματα που συνόδευαν τον κινητήρα και αφορούσαν το εγκατεστημένο σε αυτόν σύστημα υγραεριοκίνησης. Το διάγραμμα εξαρτημάτων (Διάγραμμα 2.1) του κινητήρα και το ηλεκτρικό διάγραμμα (Διάγραμμα 2.2) που δείχνει όλη την ηλεκτρολογική συνδεσμολογία του κινητήρα που υπήρχε. Στο Διάγραμμα 2.1 φαίνεται η συνδεσμολογία των εξαρτημάτων όπως αυτά ήταν εγκατεστημένα σύμφωνα με τη ροή του καυσίμου από την δεξαμενή προς τον χώρο ανάμιξης. Το κύκλωμα της βενζίνης ξεκινάει από την ηλεκτροβαλβίδα βενζίνης όπου το καύσιμο φτάνει από την διάταξη της δεξαμενής η οποία δεν παρουσιάζεται στο διάγραμμα. Στη συνέχεια παρεμβάλλεται ο μετρητής παροχής βενζίνης και στη 38

συνέχεια το καρμπυρατέρ. Στην εγκατάσταση του εργαστηρίου, όμως, ο μετρητής βενζίνης παρεμβάλλεται ανάμεσα από τη δεξαμενή και την ηλεκτροβαλβίδα βενζίνης. Στο Διάγραμμα 2.1, ακολουθώντας την πορεία του υγραερίου από την δεξαμενή προς τον κινητήρα, διακρίνονται τα εξής εξαρτήματα: I. ανακουφιστική βαλβίδα πίεσης [FUEL LINE PRESSURE RELIEF VALVE (3)] II. ηλεκτροβαλβίδα διακοπής υγραερίου [LPG SOLENOID (5)] III.αισθητήρας υποπίεσης με διακόπτη [VACUUM SWITCH (6)] IV. πνεύμονας ή εξαεριωτής [VAPORIZER (7)] V. μετρητής παροχής υγραερίου (ροτάμετρο) [ROTAMETER (11)] VI.αναμίκτης (μίξερ) [CARBURETTOR ADAPTOR] Στο Διάγραμμα 2.2 φαίνεται η ηλεκτρική καλωδίωση των βασικών εξαρτημάτων με τα εξαρτήματα της υγραεριοκίνησης. Ο θετικός πόλος της μπαταρίας συνδέεται με μια υποδοχή στην πέδη, ενώ ο αρνητικός καταλήγει στην γείωση του κινητήρα. Στην προηγούμενη καλωδίωση υπάρχει κόμβος που ενώνει την μπαταρία με το δυναμό (γεννήτρια εναλλασσόμενου ρεύματος) του κινητήρα. Από την πέδη βγαίνει καλώδιο και κατευθύνεται στον κεντρικό διακόπτη του συστήματος ώστε να υπάρχει τροφοδοσία των ηλεκτρικών του κινητήρα μόνο αφού αρχίσει να περιστρέφεται ο κινητήρας. Από την άλλη πλευρά του διακόπτη ξεκινούν τρία καλώδια προς τον πολλαπλασιαστή και τον διανομέα ρεύματος, προς το δυναμό με παρεμβαλλόμενη την ενδεικτική λυχνία και προς τον διακόπτη επιλογής καυσίμου. Ανάλογα με το καύσιμο που επιλέξουμε για τον έλεγχο της ροής του καυσίμου παρεμβάλλεται για το υγραέριο ο διακόπτης υποπίεσης και η ηλεκτροβαλβίδα υγραερίου, ενώ για την βενζίνη η ηλεκτροβαλβίδα βενζίνης. Αν δηλαδή ο διακόπτης είναι στην θέση LPG το ρεύμα διέρχεται από τα στοιχεία του υγραερίου που αναφέραμε πιο πάνω, ενώ αν είναι στη θέση PETROL (Εικόνα 2.19) το ρεύμα διέρχεται από την ηλεκτροβαλβίδα βενζίνης. 39

Διάγραμμα 2.1 Συνδεσμολογία εξαρτημάτων κινητήρα με το παλιό σύστημα 40

Διάγραμμα 2.2 Ηλεκτρολογικό σχέδιο κινητήρα με το παλιό σύστημα 41

2.3 Ανάλυση του συστήματος που αγοράστηκε Το σύστημα υγραεριοκίνησης που αγοράσαμε για την αντικατάσταση του παλιού είναι της εταιρίας ATIKER AUTOGAS SYSTEMS. Αποτελείται από τα εξής εξαρτήματα: I. την δεξαμενή με την πολυβαλβίδα και τα παρελκόμενά της II. την ηλεκτροβαλβίδα διακοπής υγραερίου III.την ηλεκτροβαλβίδα διακοπής βενζίνης IV. τον ρυθμιστή πίεσης εξαεριωτή V. τον διακόπτη επιλογής καυσίμου τριών σημείων 2.3.1 Δεξαμενή με πολυβαλβίδα και παρελκόμενα Η δεξαμενή (Εικόνα 2.23) είναι κυλινδρική της εταιρίας ATIKER AUTOGAS SYSTEMS χωρητικότητας 50 λίτρων και διαστάσεων: 315 mm διάμετρος και 723 mm μήκος. Είναι στερεωμένη με μεταλλικές ζώνες σε επίπεδη βάση. Η μέγιστη πίεση που μπορεί να αντέξει καθορίζεται από το πρότυπο ελέγχου της δεξαμενής. Πληρεί το πρότυπο R67 και έχει αριθμό πιστοποίησης E7 67R 01667406. Η πολυβαλβίδα είναι και αυτή της ίδιας εταιρίας με αριθμό πιστοποίησης Ε7 67R 1031806. Συγκροτείται από όλα τα στοιχεία που αναφέραμε στο κεφάλαιο 2.1.2. Εικόνα 2.23 Εγκατεστημένη δεξαμενή με πολυβαλβίδα της ATIKER 42

2.3.2 Τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής υγραερίου Διαθέτει αριθμό πιστοποίησης Ε37 67R 010144. Έχει δύο οπές διαμέτρου Φ6mm για την είσοδο και έξοδο του υγρού υγραερίου. Περιέχει επίσης και φίλτρο που μπορεί εύκολα να αντικατασταθεί, ξεβιδώνοντας τον εξαγωνικό κοχλία που φαίνεται στην Εικόνα 2.24. Εικόνα 2.24 Βαλβίδα διακοπής υγραερίου της ATIKER 2.3.3 Τηλεχειριζόμενη βαλβίδα διακοπής βενζίνης Διαθέτει αριθμό πιστοποίησης Ε37 67R. Όπως φαίνεται και στην Εικόνα 2.25 υπάρχει μια κάνουλα για να μπορεί ο χειριστής του συστήματος να κλείσει χειροκίνητα την παροχή βενζίνης. Αυτή η κάνουλα πρέπει να βρίσκεται στη θέση ON για να μπορεί να λειτουργεί η ηλεκτροβαλβίδα, αντίθετα στη θέση OFF παραμένει μόνιμα ανοικτή η βαλβίδα, επιτρέποντας την συνεχή ροή του καυσίμου, με αποτέλεσμα η ηλεκτροβαλβίδα να φαίνεται απενεργοποιημένη. 43

Εικόνα 2.25 Βαλβίδα διακοπής βενζίνης της ATIKER 2.3.4 Ρυθμιστής πίεσης - εξαεριωτής Ο πνεύμονας του συστήματος (Εικόνα 2.26) διαθέτει αριθμό έγκρισης Ε37 67R 010044 Class 1. Έχει ενσωματωμένη ηλεκτροβαλβίδα διακοπής υγραερίου. Εικόνα 2.26 Ρυθμιστής πίεσης εξαεριωτής (πνεύμονας) της ATIKER 44

2.3.5 Διακόπτης επιλογής καυσίμου τριών σημείων Ο διακόπτης του συστήματος (Εικόνα 2.27) έχει τρεις θέσεις την Ι (B), την Ο και την ΙΙ (G). Στην θέση Ι (B), ενεργοποιούνται οι ηλεκτροβαλβίδες της βενζίνης επιτρέποντας την παροχή του καυσίμου στον κινητήρα. Στην θέση Ο, ο διακόπτης απενεργοποιεί όλες τις ηλεκτροβαλβίδες και ο κινητήρας δεν δέχεται κάποιο καύσιμο. Στην θέση ΙΙ (G), ενεργοποιούνται οι ηλεκτροβαλβίδες του υγραερίου επιτρέποντας την παροχή του στον κινητήρα. Έχει ενσωματωμένες λυχνίες τύπου LED που δείχνουν την στάθμη της δεξαμενής υγραερίου όταν ο διακόπτης είναι στη θέση II (G). Για τη λειτουργία της ένδειξης της στάθμης ο διακόπτης συνδέεται με τον μαγνητικό δείκτη στάθμης της δεξαμενής. Στην συσκευασία του διακόπτη υπάρχουν τα αναγκαία ηλεκτρικά ηλεκτρονικά κυκλώματα, για τον έλεγχο της λειτουργίας των ηλεκτρικά ενεργοποιούμενων εξαρτημάτων. Για την ασφαλή τροφοδοσία των παραπάνω υπάρχει ασφάλεια ρεύματος 5Α (όπως φαίνεται στην Εικόνα 2.27 κάτω από τον διακόπτη). Η διασύνδεση της ηλεκτρικής συνδεσμολογίας θα αναλυθεί σε επόμενο κεφάλαιο. Για τη μετάβαση από τη λειτουργία του κινητήρα με καύσιμο βενζίνη σε LPG θα πρέπει να θέσουμε τον διακόπτη στη θέση Ο. Σε αυτή τη θέση απενεργοποιούνται όλες οι ηλεκτροβαλβίδες καυσίμων και περιμένουμε μέχρι να εξαντληθεί η ποσότητα βενζίνης που έχει απομείνει στο καρμπυρατέρ, έτσι ώστε στη συνέχεια που θα ενεργοποιήσουμε τις ηλεκτροβαλβίδες του LPG να μην υπάρχει ταυτόχρονη παροχή και από τα δύο καύσιμα. Εικόνα 2.27 Διακόπτης επιλογής καυσίμου της ATIKER με ασφάλεια ρεύματος 45

46

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο Αρχικά έγινε προσπάθεια να εκκινήσει ο κινητήρας με το προεγκατεστημένο σύστημα υγραεριοκίνησης αλλά διαπιστώθηκε ότι υπήρχε αδυναμία ρύθμισης της ροής του υγραερίου προς τον κινητήρα. Αυτό μπορεί να οφείλονταν στην ηλικία της μεμβράνης ελέγχου της ροής του πνεύμονα. Για τον λόγο αυτό αποφασίσθηκε να αντικατασταθεί το υπάρχον σύστημα με το νέο πιστοποιημένο που παρουσιάσθηκε παραπάνω το οποίο λόγω της πιστοποίησης που διαθέτει θεωρείται και ποιο ασφαλές, και να εγκατασταθούν κάποια εξαρτήματα που έλειπαν από το παλιό όπως ορίζει η νομοθεσία[6]. Στον Πίνακα 3.1 συγκρίνουμε τα εξαρτήματα των δύο συστημάτων και βλέπουμε ποια εξαρτήματα χρειάστηκε να αντικαταστήσουμε και ποια χρειάστηκε να προσθέσουμε. Πίνακας 3.1 Σύγκριση εξαρτημάτων παλιού και νέου συστήματος ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ ΥΠΑΡΧΟΝ ΝΕΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΥΣΤΗΜΑ ΟΧΙ ΝΑΙ ΟΧΙ ΝΑΙ ΟΧΙ ΝΑΙ ΔΕΙΚΤΗΣ ΣΤΑΘΜΗΣ ΟΧΙ ΝΑΙ ΒΑΛΒΙΔΑ ΕΚΤΟΝΩΣΗΣ ΒΑΛΒΙΔΑ ΥΠΕΡΡΟΗΣ ΧΕΙΡΟΚΙΝΗΤΗ ΒΑΛΒΙΔΑ ΜΟΝΑΔΑ ΠΛΗΡΩΣΗΣ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΟΧΙ ΔΕΞΑΜΕΝΗ ΑΕΡΙΟΣΤΕΓΕΣ ΠΕΡΙΚΑΛΥΜΜΑ ΒΑΛΒΙΔΑ ΔΙΑΚΟΠΗΣ 80% ΤΗΛΕΧΕΙΡΙΖΟΜΕΝΗ ΒΑΛΒΙΔΑ ΔΙΑΚΟΠΗΣ ΥΓΡΑΕΡΙΟΥ ΤΗΛΕΧΕΙΡΙΖΟΜΕΝΗ ΒΑΛΒΙΔΑ ΔΙΑΚΟΠΗΣ ΒΕΝΖΙΝΗΣ ΡΥΘΜΙΣΤΗΣ ΠΙΕΣΗΣΕΞΑΕΡΙΩΤΗΣ ΣΥΝΔΕΣΕΙΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΑΕΡΙΟΥ ΔΙΑΚΟΠΤΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΚΑΥΣΙΜΟΥ ΜΟΝΑΔΑ ΦΙΛΤΡΟΥ ΑΙΣΘΗΤΗΡΑΣ ΥΠΟΠΙΕΣΗΣ 47

Από τον Πίνακα 3.1 διαπιστώνεται ότι στο νέο σύστημα που εγκαταστάθηκε δεν υπάρχει ο αισθητήρας υποπίεσης. Η λειτουργία που εκτελείτο από τον αισθητήρα πίεσης, στο νέο σύστημα εκτελείται από την σύνδεση του διακόπτη εναλλαγής καυσίμου του συστήματος στο (-) του πολλαπλασιαστή του κινητήρα. Από την σύνδεση αυτή ο διακόπτης εναλλαγής καυσίμου αντιλαμβάνεται (μέσω του παλμού που δέχεται) την ύπαρξη ή όχι στροφών στον κινητήρα και ανάλογα ενεργοποιεί ή όχι τα αναγκαία ηλεκτρικά κυκλώματα για την τροφοδοσία του κινητήρα με υγραέριο. 3.1 Αντικατάσταση παλιών εξαρτημάτων με τα αντίστοιχα νέα πιστοποιημένα εξαρτήματα συστήματος υγραεριοκίνησης 3.1.1 Ηλεκτροβαλβίδα διακοπής βενζίνης Κατά τη διαδικασία εγκατάστασης του νέου συστήματος υγραεριοκίνησης, αντικαταστάθηκε η παλιά ηλεκτροβαλβίδα διακοπής βενζίνης που παρουσιάσθηκε στην παράγραφο 2.2.4.1 με την αντίστοιχη νέα της παραγράφου 2.3.3. Οι δυο αυτές βαλβίδες έχουν τον ίδιο σκοπό, τον έλεγχο της ροής του καυσίμου. Διαφέρουν μόνο κατά την ηλικία κατασκευής και στο ότι η νέα έχει μια κάνουλα για τον χειροκίνητο έλεγχο της βαλβίδας όπως έχουμε πει στην παράγραφο 2.3.3. 3.1.2 Διακόπτης επιλογής καυσίμου Αντικαταστήσαμε τον παλιό διακόπτη επιλογής καυσίμου που παρουσιάσθηκε στην παράγραφο 2.2.4.2 με τον αντίστοιχο νέο της παραγράφου 2.3.5. Οι διαφορές των δυο εξαρτημάτων είναι πολλές και εμφανείς. Ο παλιός διακόπτης είναι ένας απλός διακόπτης δυο θέσεων που ανάλογα τη θέση που βρίσκεται κάνει μεταγωγή της παροχής ηλεκτρικής ισχύος σε διαφορετικά εξαρτήματα, όπως φαίνεται και στο Διάγραμμα 2.2, ώστε να παρέχεται στον κινητήρα κατά περίπτωση το ανάλογο καύσιμο στο σύστημα. Ο νέος διακόπτης είναι τριών θέσεων, ποιο σύγχρονος και ποιο εξελιγμένος. Συνδέεται, ηλεκτρολογικά, με πολλά εξαρτήματα του κινητήρα, όπως φαίνεται 48