Dwupaliwowa ciężarówka w praktyce – MAN TGL z instalacją STAG Diesel

Według zapewnień producenta instalacja STAG Diesel w MAN TGL 12.240 przynosi korzyści w postaci obniżenia spalania o 15%, wyraźnie odczuwalnego wzrostu mocy i spadku poziomu hałasu w kabinie (fot. D.Piernikarski)

Zasilanie dwupaliwowe – nic nowego. Jednak gdy zamiast metanu pojawia się gaz LPG, sprawa staje się już znacznie ciekawsza. Jak to działa w praktyce, przekonaliśmy się, jeżdżąc dwupaliwowym samochodem MAN TGL z instalacją STAG Diesel.

Z dużym zainteresowaniem przyjąłem zaproszenie do odwiedzenia Białegostoku i spółki AC produkującej m.in. sterowniki instalacji gazowych LPG i CNG, stosowanych w samochodach osobowych, dostawczych i ciężarowych. Na miejscu spotkałem przemiłych ludzi, przeprowadziłem wiele niezwykle interesujących rozmów z pracującymi tam menedżerami, zwiedziłem zakład i tam zapoznałem się z niemal wszystkimi liniami produkcyjnymi, odwiedziłem też Centrum Badawczo-Rozwojowe.
Z racji priorytetowego zainteresowania samochodami ciężarowymi kulminacyjnym punktem wizyty była możliwość przejażdżki ciężarówką z dwupaliwowym zasilaniem olejem napędowym i gazem LPG – oczywiście dzięki obecności instalacji STAG Diesel. Samochodem testowym był dystrybucyjny MAN TGL 12.240.

Zestaw montażowy systemu STAG Diesel z elementami dodatkowymi (sondą lambda, czujnikiem spalania stukowego i termoparą) (fot. AC S.A.)
Zestaw montażowy systemu STAG Diesel z elementami dodatkowymi (sondą lambda, czujnikiem spalania stukowego i termoparą) (fot. AC S.A.)

LPG w Dieslu
Instalacja STAG Diesel jest alternatywną metodą zasilania silników wysokoprężnych, bazuje na typowych elementach, jak zbiorniki wraz z osprzętem, przewody gazowe, wtryskiwacze LPG oraz reduktory. Sterownik elektroniczny obsługuje 4, 6 lub 8 wtryskiwaczy, układ jest łatwo skalowalny do większych silników, stosowane są uniwersalne czujniki. Układ przygotowuje paliwo do podania do kolektora dolotowego przez jego odparowanie w reduktorze i stabilizację ciśnienia w zależności od regulacji. LPG pod ciśnieniem w fazie lotnej podawane jest do wtryskiwaczy gazowych, które wtryskują gaz do kolektora za pośrednictwem przewodów gazowych. Wtryskiwacze są otwierane sygnałem elektrycznym generowanym przez sterownik.
Mając w pojeździe instalację STAG Diesel, w dalszym ciągu jest możliwa jazda na samym oleju napędowym – instalacja nie wymaga głębokiej ingerencji w konstrukcję silnika. W instalacji przeznaczonej do pojazdów użytkowych stosowane są komponenty używane w samochodach osobowych. STAG Diesel to rozwiązanie przyjazne środowisku, ponieważ nawet częściowe zastąpienie oleju napędowego alternatywnym paliwem, jakim jest gaz LPG lub CNG, pozwala na zmniejszenie emisji toksycznych substancji (tlenki azotu, cząstki stałe).
Sterownik podczas pracy silnika kontroluje proces dawkowania paliwa (gazu LPG i oleju napędowego), możliwe jest to dzięki odczytowi sygnałów z czujników: temperatury spalin, spalania stukowego oraz sondy lambda. Stosowany jest algorytm ochrony silnika – wykrywanie spalania stukowego: gdy pojawi się stuk, następuje zmniejszenie dawki podawanego gazu lub nawet całkowite wyłączenie dawkowania gazu.

Korzyści od zaraz
Przezbrojenie samochodu na instalację dwupaliwową daje wiele odczuwalnych korzyści w wymiarze eksploatacyjnym i ekonomicznym. Przy aktywnym dotrysku gazu silnik pracuje identycznie jak przy pracy na oleju napędowym, nieodczuwalne jest włączanie i wyłączanie systemu. Należy spodziewać się oszczędności – spadku zużycia paliwa – w całym zakresie obciążeń silnika. Ponieważ gaz jest wtryskiwany w kanał dolotowy przed turbosprężarką, następuje jego pełne wymieszanie z powietrzem, co skutkuje wzrostem wydajności spalania oleju napędowego i odczuwalnym zwiększeniem mocy silnika. Nie bez znaczenia jest również to, że w Europie i Azji istnieje już bardzo rozległa sieć tankowania LPG, czego jeszcze np. o CNG powiedzieć nie można.

Umieszczony na desce rozdzielczej włącznik pozwala na płynne uruchamianie wtrysku gazu LPG do kolektora dolotowego, jednocześnie diody LED wskazują poziom gazu w butli (fot. D.Piernikarski)
Umieszczony na desce rozdzielczej włącznik pozwala na płynne uruchamianie wtrysku gazu LPG do kolektora dolotowego, jednocześnie diody LED wskazują poziom gazu w butli (fot. D.Piernikarski)

Po odpowiednim zestrojeniu instalacji gazowej z pojazdem można uzyskać wzrost mocy i momentu obrotowego w granicach 10–30%. Maksymalnie można zastąpić do 40% paliwa wtryskiwanym gazem LPG. Producent deklaruje również o 35% niższy koszt eksploatacji (ON + LPG) w porównaniu z zasilaniem konwencjonalnym oraz 30-procentową poprawę wydajności pracy silnika. W przypadku silnika Diesla z wtryskiem mechanicznym gaz wtryskiwany jest do kolektora ssącego, w wyniku czego wzrasta moc silnika. Aby zachować te same parametry jazdy (prędkość), wystarczy, że kierowca mniej wciska pedał przyspieszenia, dzięki czemu sam oszczędza olej napędowy. Kierowca ma zatem wybór: albo jeździ spokojnie i oszczędza paliwo, albo korzysta z większej mocy pojazdu, dzięki czemu szybciej się rozpędza i zwiększa średnią prędkość przejazdu. W przypadku silników common rail mechanizm działania jest identyczny, przy czym jest tu możliwość ograniczenia mocy pojazdu za pomocą emulacji sygnału z czujnika wysokiego ciśnienia na listwie common rail. Fabryczny sterownik silnika rozpoznaje prawidłowe ciśnienie w szynie paliwowej, jednak w rzeczywistości wartość ciśnienia jest niższa. Ta opcja pozwala na zachowanie podobnych osiągów przy możliwości jednoczesnej redukcji zużycia oleju napędowego.