Samochód na Gaz (LPG)
Czym jest samochód na gaz (LPG)?
Samochód na gaz (LPG) to pojazd wyposażony w dodatkową instalację umożliwiającą zasilanie silnika benzynowego skroplonym gazem petrochemicznym. LPG (Liquefied Petroleum Gas) to mieszanina propanu i butanu pozyskiwana podczas rafinacji ropy naftowej oraz wydobycia gazu ziemnego. W przyszłości planuje się również pozyskiwanie LPG z biomasy. Pojazdy zasilane LPG charakteryzują się niższą emisją szkodliwych substancji – emitują 35% mniej CO2 niż węgiel i 12% mniej niż ropa.
LPG w temperaturze pokojowej przy ciśnieniu atmosferycznym ma postać gazu, który jest cięższy od powietrza. Ta właściwość sprawia, że w garażach bez odpowiedniej wentylacji często obowiązuje zakaz wjazdu autami z instalacjami gazowymi. W samochodach gaz przechowywany jest w specjalnych zbiornikach ciśnieniowych w stanie ciekłym.
Główne cechy i właściwości LPG:
Jest bezwonny i łatwopalny
Posiada wysoką liczbę oktanową (90-110), co czyni go odpornym na spalanie stukowe
Nie wymaga stosowania toksycznych dodatków antydetonacyjnych
Rozpuszcza oleje, tłuszcze i gumę naturalną, nie powoduje jednak korozji stali
Wartość opałowa skroplonej mieszaniny wynosi 46 MJ/kg przy gęstości 0,557 kg/dm³
Przebiegowe zużycie gazu, wyrażone w kg/100 km, jest porównywalne ze zużyciem benzyny, natomiast w przeliczeniu na litry jest o około 10-15% większe. LPG stosowany jest głównie jako źródło zasilania silników benzynowych, zarówno gaźnikowych, jak i z jedno- i wielopunktowymi układami wtryskowymi.
Samochód wyposażony w instalację LPG nie jest hybrydą, lecz pojazdem z dwoma niezależnymi układami zasilania. Z tego powodu musi częściowo korzystać również z benzyny, gdyż ze względów technicznych rozruch i rozgrzanie silnika powinny odbywać się przy zasilaniu benzyną. Bardziej zaawansowane instalacje automatycznie przełączają się na gaz po osiągnięciu odpowiedniej temperatury silnika.
Popularność samochodów na gaz systematycznie rośnie w wielu krajach, szczególnie w Europie (Holandia, Belgia, Włochy, Wielka Brytania), a także w Indiach i Korei Południowej. W Polsce liczba aut z instalacją LPG ciągle wzrasta – pod koniec 2011 roku wyniosła 2,5 mln. Coraz więcej producentów oferuje również modele z fabrycznymi instalacjami gazowymi.
Instalacje gazowe dzielone są na kilka generacji, od najprostszych podciśnieniowych systemów mieszalnikowych bez regulacji (I generacja), aż po najnowocześniejsze systemy bezpośredniego wtrysku LPG w fazie ciekłej (VI generacja).
Jak działa instalacja gazowa w samochodzie?
Instalacja gazowa w samochodzie działa na zasadzie przekształcenia skroplonego gazu (LPG) w postać lotną i dostarczenia go do komory spalania silnika. W zbiorniku gaz przechowywany jest pod ciśnieniem około 0,6 MPa w stanie ciekłym. Po uruchomieniu silnika, system automatycznie kontroluje przepływ paliwa przez poszczególne elementy instalacji.
Proces rozpoczyna się, gdy ciekły gaz opuszcza zbiornik przez wielozawór, który jest zespołem kilku zaworów zapewniających bezpieczne użytkowanie instalacji. Następnie LPG przepływa przewodami do elektrozaworu, a po wstępnym oczyszczeniu trafia do reduktora (parownika). W reduktorze następuje przemiana fazowa - gaz zmienia stan z ciekłego na lotny oraz obniżane jest jego ciśnienie do wartości zbliżonej do atmosferycznego. Proces ten wymaga dostarczenia ciepła, dlatego reduktor podłączony jest do układu chłodzenia silnika.
Po odparowaniu gaz przechodzi przez filtr fazy lotnej, gdzie następuje dokładniejsze oczyszczenie z zanieczyszczeń. Oczyszczony gaz trafia do wtryskiwaczy, które precyzyjnie dozują paliwo do kolektora dolotowego lub bezpośrednio do komory spalania, w zależności od generacji instalacji.
Główne komponenty instalacji gazowej to:
Zbiornik z wielozaworem - magazynuje gaz w stanie ciekłym
Elektrozawór - otwiera lub zamyka przepływ gazu
Reduktor (parownik) - zmienia stan skupienia i obniża ciśnienie gazu
Filtry fazy ciekłej i lotnej - oczyszczają gaz z zanieczyszczeń
Wtryskiwacze - dozują paliwo do silnika
Sterownik - elektroniczny mózg całego systemu
Przełącznik benzyna/gaz - umożliwia wybór rodzaju paliwa
Całym systemem zarządza zaawansowany sterownik, który monitoruje parametry pracy instalacji, takie jak ciśnienie i temperatura gazu, oraz steruje pracą wtryskiwaczy. Dzięki temu osiąga się optymalne spalanie i wysoką efektywność.
W silnikach z bezpośrednim wtryskiem paliwa stosowane są specjalne instalacje dotryskowe (V i VI generacji), gdzie gaz w fazie ciekłej wtryskiwany jest do kolektora dolotowego lub bezpośrednio do komory spalania. W takich systemach podczas pracy na gazie wykorzystywane są również niewielkie ilości benzyny dla chłodzenia wtryskiwaczy benzynowych.
Ciśnienie robocze gazu LPG w instalacji samochodowej wynosi około 3-4 atmosfery. Zbiorniki poddawane są jednak rygorystycznym testom wytrzymałościowym przy ciśnieniu 50 atmosfer, a granica odkształcenia wynosi 70 atmosfer, co gwarantuje wysokie bezpieczeństwo eksploatacji.
Zalety jazdy samochodem na gaz
Korzystanie z instalacji LPG w samochodzie przynosi kierowcom liczne korzyści ekonomiczne i ekologiczne. Poniżej przedstawiono najważniejsze zalety użytkowania pojazdów zasilanych gazem płynnym.
Niższe koszty paliwa
Ekonomia to główny powód, dla którego kierowcy decydują się na montaż instalacji gazowej. Cena LPG jest znacząco niższa niż benzyny - zazwyczaj o około połowę. Mimo że spalanie gazu jest nieco wyższe (średnio o 15-20%), realne oszczędności na 100 km wynoszą około 20-25 zł. Przy rocznym przebiegu 20 000 km przekłada się to na ponad 4000 zł oszczędności.
Zwrot kosztów instalacji następuje stosunkowo szybko. W przypadku typowego kompaktu z silnikiem 1.6, inwestycja zwraca się już po przejechaniu 10 000-15 000 km . Dla osób intensywnie użytkujących samochód (np. dojazdy do pracy czy działalność gospodarcza) jest to rozwiązanie wyjątkowo opłacalne.
Różnica między ceną LPG a benzyną wynosi zazwyczaj od 30% do 50%, co pozwala kierowcom znacznie obniżyć miesięczne wydatki na paliwo. Przyjmując miesięczny dystans 1000 km przy spalaniu 8 l/100 km, koszt tankowania benzyną wynosi około 418 zł, natomiast gazu - około 209 zł.
Mniejsza emisja spalin
Autogaz jest paliwem bardziej przyjaznym dla środowiska niż benzyna czy olej napędowy. Pojazdy z instalacją LPG emitują mniej szkodliwych substancji, w tym:
10-15% mniej dwutlenku węgla
20% mniej tlenku węgla
55-60% mniej węglowodorów
W porównaniu z benzyną, spalanie LPG powoduje zdecydowanie niższy poziom emisji toksycznych substancji do atmosfery. Redukcja zanieczyszczeń może sięgać około 60% w przypadku tlenku węgla i 10% w przypadku dwutlenku węgla. Dodatkowo gaz LPG nie zawiera związków siarki i ołowiu, a ilość wydzielanej sadzy jest minimalna.
Według badań, jeden pojazd zasilany olejem napędowym emituje taką samą ilość NOx (tlenków azotu) co ponad 20 pojazdów zasilanych LPG. Warto zaznaczyć, że emisje cząstek stałych z pojazdów napędzanych LPG w cyklu miejskim są poniżej minimalnego mierzalnego poziomu.
Zwiększony zasięg dzięki dwóm źródłom paliwa
Samochód wyposażony w instalację LPG zachowuje możliwość korzystania z benzyny, co znacząco zwiększa jego całkowity zasięg. Po konwersji na zasilanie LPG, auto dysponuje blisko 2-krotnie większym zasięgiem na obu paliwach. Umożliwia to planowanie dłuższych podróży bez obaw o dostęp do stacji z gazem.
Możliwość swobodnego przełączania między paliwami eliminuje stres związany z jazdą na rezerwie. W przypadku braku stacji LPG, kierowca zawsze może kontynuować podróż na benzynie. Przykładowo, Toyota Corolla Hybrid z instalacją LPG może osiągnąć łączny zasięg aż 1410 km na obu paliwach. Na samym gazie możliwe jest pokonanie około 550 km w cyklu miejskim, co stanowi imponujący wynik.
Wady i ograniczenia samochodów na gaz
Pomimo licznych zalet, pojazdy wyposażone w instalacje LPG wiążą się również z pewnymi niedogodnościami i ograniczeniami, które należy wziąć pod uwagę przed podjęciem decyzji o konwersji.
Koszt instalacji LPG
Wydatek związany z montażem instalacji gazowej stanowi znaczącą inwestycję początkową. W zależności od typu silnika i generacji instalacji, ceny wahają się od 1 500 zł do nawet 10 000 zł. Standardowa instalacja do silników z pośrednim wtryskiem kosztuje około 2 000-2 500 zł, natomiast zaawansowane systemy do silników z bezpośrednim wtryskiem mogą osiągnąć cenę 7 000 zł. Dodatkowo, po 10 latach użytkowania konieczne jest przedłużenie homologacji zbiornika (200-250 zł) lub jego wymiana (400-500 zł plus koszt montażu).
Częstsze przeglądy i serwis
O ile właściciele nowych samochodów benzynowych muszą wykonać pierwszy przegląd techniczny dopiero po 3 latach od pierwszej rejestracji, samochody z instalacją LPG wymagają corocznych badań technicznych niezależnie od wieku. Koszt takiego przeglądu jest wyższy i wynosi 162 zł, z czego 63 zł stanowi opłata za sprawdzenie instalacji gazowej. Ponadto pojazdy te wymagają regularnej kontroli stanu układu zapłonowego i ssącego, co generuje dodatkowe wydatki. Warto również uwzględnić koszty okresowej regulacji oraz wymiany filtra (80-150 zł).
Ograniczenia w parkowaniu i przestrzeni bagażowej
Przy wjazdach na parkingi podziemne często można spotkać znak zakazujący wjazdu samochodom z LPG. Chociaż w kodeksie drogowym nie ma formalnego zakazu, ograniczenia wynikają z przepisów przeciwpożarowych. LPG jest gazem cięższym od powietrza i w przypadku wycieku może gromadzić się przy podłodze, stwarzając zagrożenie wybuchem. Garaże podziemne muszą posiadać wentylację mechaniczną oraz czujniki gazu, aby mogły z nich korzystać pojazdy z instalacją LPG.
Innym problemem jest ograniczenie przestrzeni bagażowej. Butla gazowa najczęściej montowana jest w bagażniku, co znacznie zmniejsza jego pojemność. Dostępne są dwa rozwiązania: zbiornik cylindryczny zajmujący sporą część bagażnika lub toroidalny montowany w miejscu koła zapasowego (35-55 litrów).
Większe zużycie paliwa
Samochody zasilane LPG charakteryzują się zwiększonym zużyciem paliwa o około 10-20% w porównaniu do jazdy na benzynie. Mimo niższej ceny gazu, trzeba liczyć się z częstszym tankowaniem, co może być uciążliwe przy dłuższych trasach. W przypadku instalacji IV generacji do silników z bezpośrednim wtryskiem, konieczny jest również niewielki dotrysk benzyny (0,5-0,95 l na 100 km) dla chłodzenia wtryskiwaczy.
Czy samochód na gaz potrzebuje benzyny?
Tak, samochód na gaz zawsze wymaga benzyny, choć w ograniczonych ilościach. Każdy pojazd z instalacją LPG startuje na benzynie, co jest niezbędne do prawidłowej pracy całego systemu. Dzieje się tak, ponieważ reduktor-parownik i silnik muszą osiągnąć odpowiednią temperaturę (zazwyczaj 30-40°C), aby gaz mógł zostać właściwie odparowany. Proces ten zapewnia prawidłowe smarowanie silnika w pierwszych chwilach pracy oraz chroni instalację LPG przed obciążeniem zimnym rozruchem.
Przełączenie na gaz następuje automatycznie, gdy sterownik LPG analizując w czasie rzeczywistym kilka parametrów, stwierdzi odpowiednie warunki. Wśród nich znajdują się: temperatura płynu chłodniczego, stabilne obroty silnika oraz aktualne obciążenie jednostki napędowej. Cały proces zmiany paliwa trwa ułamek sekundy i jest praktycznie niezauważalny dla kierowcy.
Jednakże nawet podczas jazdy na gazie, benzyna wciąż odgrywa istotną rolę. Nowoczesne instalacje IV generacji z sekwencyjnym wtryskiem gazu zużywają niewielkie ilości benzyny podczas normalnej eksploatacji. W samochodach z bezpośrednim wtryskiem paliwa dotrysk benzyny (5-10% całkowitego zużycia paliwa) jest niezbędny do chłodzenia wtryskiwaczy. Oznacza to, że przy średnim zużyciu 9,5 l gazu na 100 km, pojazd zużyje dodatkowo 0,5-0,95 l benzyny.
Sytuacje, w których samochód na gaz korzysta z benzyny:
Rozruch i rozgrzewanie silnika do odpowiedniej temperatury
Podczas wysokich obrotów silnika lub dużego obciążenia
Gdy zbiornik gazu jest pusty (automatyczne przełączenie na benzynę)
W mroźne dni, gdy ciśnienie gazu spada (tymczasowy powrót do benzyny)
Podczas nagłego przyspieszania (krótki dotrysk dla zapewnienia mocy)
Należy pamiętać, że utrzymywanie minimalnego poziomu benzyny w zbiorniku jest konieczne nawet podczas regularnej jazdy na gazie. Jej brak może prowadzić do uszkodzenia pompy paliwowej, która jest chłodzona właśnie benzyną. Ponadto, benzyna w systemach gazowych pełni funkcję paliwa bazowego, a LPG zawsze pozostaje paliwem alternatywnym. Przez to okresowe korzystanie z benzyny pomaga również w oczyszczaniu wtryskiwaczy z nagromadzonych osadów.
Na co zwrócić uwagę przy wyborze auta na gaz?
Przy wyborze samochodu na gaz kluczowe znaczenie mają dwa aspekty: rodzaj zbiornika oraz kompatybilność silnika z instalacją LPG.
Rodzaj zbiornika (toroidalny vs cylindryczny)
Zbiorniki toroidalne, przypominające kształtem koło zapasowe, montowane są najczęściej w miejscu koła zapasowego pod podłogą bagażnika. Ich zaletą jest minimalna ingerencja w przestrzeń bagażową, jednak ich pojemność wynosi zazwyczaj tylko 36-55 litrów. Natomiast zbiorniki cylindryczne, posiadające walcowatą konstrukcję, oferują większą pojemność, ale zajmują znaczną część bagażnika. Można je montować w poprzek auta za tylną kanapą lub wzdłuż na jednym z boków bagażnika. Zbiorniki cylindryczne najlepiej sprawdzają się w samochodach typu sedan z głębokimi bagażnikami, pickupach i pojazdach terenowych. W przypadku montażu zbiornika toroidalnego konieczne jest przechowywanie koła zapasowego w bagażniku lub zastąpienie go dojazdówką.
Kompatybilność silnika z LPG
Z instalacjami gazowymi najlepiej współpracują silniki z wtryskiem pośrednim benzyny (wtrysk do kolektora dolotowego) . Silniki atmosferyczne i wolnossące są bardziej odporne na pracę na gazie niż jednostki z doładowaniem. Dodatkowym atutem są silniki wyposażone w hydrauliczną kompensację luzów zaworowych, eliminującą konieczność regularnej regulacji zaworów. Jednostki z bezpośrednim wtryskiem benzyny (TSI, FSI, EcoBoost) wymagają specjalnych instalacji gazowych V i VI generacji oraz dotrysku benzyny do chłodzenia wtryskiwaczy. Przed wyborem samochodu warto skonsultować się ze specjalistą, który oceni przydatność konkretnego silnika do instalacji LPG.