STAG-4 QBOX PLUS

 

STAG-4 QBOX PLUS VEZÉRLŐ

STAG-4 QBOX PLUS
STAG-4 QBOX PLUS

STAG-4 QBOX PLUS vezérlő szekvenciális, nem direkt befecskendezésű 4 hengeres autókhoz került kifejlesztésre. A vezérlő rendelkezik a STAG-4 és a STAG-300 ISA2 és Premium vezérlők valamennyi funkciójával, amely garantálja a sokoldalúságot és a magas minőséget. Az új vezérlő integrált OBD adaptert tartalmaz, és az ISA2-ből már ismert Auto-Adaptációs asszisztenst is tartalmazza.

STAG-4 QBOX PLUS bővebben…

LNG-CNG és Metán (CH4) összehasonlítása

LNG-CNG és Metán (CH4) összehasonlítása és ezek gyakorlati kihatásai
A földgáz (Natural Gas vagy Erdgas) 90-98%-ban metánt tartalmaz, gázminőségtől függően. A többi alkotó általában etán, propán, bután, pentán, nitrogén, széndioxid, kénhidrogén és egyén más éghetetlen (inertgázok) mint pl. a nemesgázok igen kis mértékben.

Vegyes üzemű töltőállomás
Vegyes üzemű töltőállomás

LNG-CNG és Metán (CH4) összehasonlítása bővebben…

Dízel részecske szűrő

A koromfogó /Diesel Particulate Filter/ működése
Feladata az elégetlen szénvegyületek kiszűrése a dízelmotor kipufogógázból, így az nem bocsát ki füstöt, amit a köznyelv koromnak aposztrofál, ezért kapta népies ihletésű koromfogó nevet ez a valójában dízel elégetlen részecske kipufogó szűrő.
A szűrő katalítikus bevonattal rendelkezik, és additív hozzáadása nélkül működik. A precíz fémbevonat kettős funkciót tölt be, egyrészt az un. passzív regenerációs processzust teljesíti be, amikor egy lassú égetéssel a lerakódott elégetlen részecskéket széndioxiddá konvertálja (katalítikus konverter). Ez az un. konverzió 350—500 °C közötti tartományban zajlik le, és folyamatosan fenntartható mindenféle speciális beavatkozás nélkül, főképpen, ha járművet hosszú utakon használják leginkább autópályán.
A főleg városi közlekedésben használt járműveknél pedig minden 1000–2000 km megtett út után fel kell hevíteni a kipufogó gázokat 600°C hőmérséklet fölé, hogy ezáltal a szűrő még egy további regeneráción is átessen, miáltal a szűrő lerakódásai teljesen kiégnek ezen a magas hőmérsékleten.

Dízel részecske szűrő
Dízel részecske szűrő

Stabil motorok dízel-LPG, dízel-CNG vegyes üzemben


Stacinárius gépek avagy dízel aggregátorok gázhozzáadással
A Diesel/Gas Australia technológia mind mobil mind pedig helyhez kötött, azaz stacionárius gépeknél is jól bevált legyen az szívó- avagy turbó technika.
A konstans fordulatszámon való üzemelés következtében a stacionárius motoroknál a tisztán katalizátorként alkalmazott gáz (fumagation) kihelyettesítés aránya eléri akár a 30%-ot is, ahol a kiváltott mennyiségek közel azonosak, azaz 1 liter dízelt 1 liter LPG helyettesít. Ebből kiszámítható a megtakarítás is pl. óránként vagy éves szinten. A két üzemanyag beszerzési árától függ nagyban, valamint a megtérülés időtartama a kihasználtsággal fordítottan arányos, természetesen.   
Ausztráliában már természetesen ebben is előrehaladott állapotok uralkodnak, mivel ott az az állami politika lényege, hogy mindent támogatnak, ami az emissziót javítja, és mellesleg a kőolajszármazékok használatát is csökkenti.
PARILLA–Dél-Ausztrália
Még 2006 elején kísérletek folytak Parilla-ban (Mallee régió) egy Cat 3306-os stacionárius szivattyú aggregát motorján, melyet vízátemelésre használtak. A kísérlet 1500 órát tett ki és az ottani akkori árviszonyok mellett 1900 óra alatt térült meg a befektetés.
Ez a sikeres szereplés további 11 db aggregát telepítését jelentette a Mallee régióban 2006 őszén, melyek főképpen Cummins és Catertpillar motorok kombinációja volt.
További „externália”volt a gazdaságosság mellett, hogy a az emisszió ugrás szerűen javult, különösen a koromkibocsátás tekintetében, ezenfelül a motorhőmérséklet is alacsonyabb volt a működésük során még, ha extrém körülmények között kellett is járatni őket. Stabil motorok dízel-LPG, dízel-CNG vegyes üzemben bővebben…

Stabil motorok

NINCS KOMPROMISSZUM!
Teljeítmény Gazdaságosság Zöldebb környezet

STABIL MOTOROK

A dízel / gáz technológia ugyanolyan hatékonyan működik a stabil motorok (Turbo vagy szívó Diesel) esetén, ahogyan azt a mobil berendezéseknél történik.

Megtakarítás: 30 %. Hogyan csökken az üzemeltetési költség?
Milyen megtakarítást eredményezett a dízel/gáz üzem a szivattyú telepen? Vizsgálatot végeztünk, 1500 üzemóra esetén óránként x forint megtakarítás jelentkezett. Ez idő alatt a tőkemegtérülés megvalósult.

IVECO stabil motor dízelgáz üzemben
IVECO stabil motor dízelgáz üzemben

STAG Diesel

STAG DIESEL

ECUstagdiesel

 

Időközben a lengyel AC gyártó is kifejlesztett egy rendszert STAG DIESEL néven 2-16 hengeres dízelmotorokra. Ez a technika a gáznemű gázt (LPG vagy CNG) a szívó szelepek közelében adja be szabályozott módon, majd levegővel keveredve jut az égéstérbe, ahol az összenyomás után a befecskendezett dízel üzemanyagot meggyújtja a levegő-gáz keverék. Itt már látszik, hogy az öngyulladás az egyik korlát, ami a bekevert gázmennyiségnek határt szab. A metán jobban sűríthető, mint a propán-bután, ezért abból többet adagolhatunk be, a szélessávú lambda szonda (oxigén szenzor, mely a λ=1.0 értékhez mindkét irányból kis meredekséggel közelít, és nagy λ-tartományt fog át) alkalmazása pedig lehetővé teszi a kívánt légfelesleg beállítását is a terhelési tábla különböző tartományaiban. Ez újdonság a korábbi alkalmazásokhoz képest. STAG Diesel bővebben…

Diesel CNG

 

LNG-CNG és Metán (CH4) összehasonlítása és ezek gyakorlati kihatásai

A földgáz (Natural Gas vagy Erdgas) 90-98%-ban metánt tartalmaz, gázminőségtől függően. A többi alkotó általában etán, propán, bután, pentán, nitrogén, széndioxid, kénhidrogén és egyén más éghetetlen (inertgázok) mint pl. a nemesgázok igen kis mértékben.

Vegyes üzemű töltőállomás
Vegyes üzemű töltőállomás

A CNG csaknem hatszázszor nagyobb teret foglal el normál körülmények között (20°C + atmoszférikus nyomáson) mint az LNG, ami -162 °C hőmérsékleten (-260 °F) enyhe túlnyomás hatására cseppfolyósodik. Ekkor a sűrűsége 0.5 kg/L, ha hőt vesz fel, akkor 0.41-ig változhat, átlagosan 0.45 kg/L értékkel számolhatunk.
A CNG-nél az átlagsűrűség 0.8 kg/Nm3 értéknek vehető. A két értéket összevetve tehát közelítőleg:
2l LNG=1.125 Nm3 CNG, azaz ebből a viszonyszám:562.5
Ha feltankolunk földgázos autónkba, akkor a végén 200-220 bar túlnyomás uralkodik tartály(aink)ban, 200 barral számolva 2.81 a viszonyszám az LNG javára, ha 220 bárral, akkor tiz százalékkal kisebb: 2.55 lesz azon távolságok aránya, amit cseppfolyós gázzal tehetünk meg ugyanazon sűrített földgázzal , elméletileg.
Beleszámítva, hogy a folyadék köbös tágulása miatt a tartályokat nem szabad sohasem teletölteni, valamint, hogy mindig van evaporáció is a folyékony gázoknál, a gyakorlatban 2.4-e szorzóval számolnak azonos térfogatú üzemanyagtartályok esetén a hatótávot illetőleg./Volume-based energy density/
Tehát, egy 240 literes CNG tartályköteg azonos hatótávot biztosít, mint egy 100 literes LNG kriogén kivitelű hengeres tank ugyanazon jármű számára, hiszen az üzemanyag ugyanaz lényegében.
Amerikában már beálltak mindkettő nagy szériában történő gyártására, lásd ábra alant:

LNG tatály

CNG-tartályöteg és LNG kriogén (teljesen hőszigetelt, duplafalú vákuumos, /vacuum jacketed/) LNG-tank.

Az energiatartalom szempontjából kg/kg alapon, 0.6 a dízelre és 0.7 a benzinre, azaz 1kg LNG egyenértékű 0.6 kg dízellel, avagy 0.7 kg benzinnel/Tehát 1kg derivátummal (kőolaj származékkal) cirka 1,5kg földgáz ekvivalens!/, az átlagos fajsúlyokat véve alapul 1.88 érték jön ki. A valóságban azonban a metán jobb hatásfokkal ég el, mivel a szénlánc mindössze egy szénatom, így a gyakorlatban „ökölszabályként” alkalmazható a következő összefüggés:
1 liter gázolaj vagy benzin=1.8 liter LNG ami 1Nm3 földgáznak felel meg
A földgáz fajsúlya 0.8 kg/m3 átlagban normál körülmények között, azaz pontosan kijön az egy az egyhez aránypár, azaz 1Nm3 földgáz azonos 1 liter benzin illetve gázolaj energiatartalmával. A valóságban, azonban pl. a tapasztalatok szerint, egy 8 liter átlagfogyasztású benzines autó normál sebesség és útviszonyok mellett 7Nm3 CNG-vel is beéri, amennyiben a gázminőség megfelelően jó.
A gázminőség több mindentől függ, elsősorban a metán tartalomtól, legjobb lenne a 100%-ban CH4-ből álló gáz, de ez maximum 98% a valóságban. A nagyobb szénláncú etilén, propán, bután és pentán szintén még éghető gázok, habár ezek már nem égnek el olyan jól, mint a metán. A kéndioxid és más kénvegyületek szintén elégnek, de vízzel találkozva kénes- illetve kénsavat alkotnak, az égéstérben káros hatásúak, ezért „kénmentesítik” a földgázt mindjárt a bányászat keretében. A maradék kén hatását hívatottak az un. gázmotorokra kifejlesztett kenőolajak semlegesíteni, lényegében ebben különböznek a szokásos kenőolajoktól. Az inertek nem károsítanak, viszont hőt visznek el az égéstérből, ezáltal csökkentve a hajtóenergia nagyságát.
A földgáz következő jellemzőit szokás megadni, illetve figyelni: inert tartalom (content of inerts), fűtőérték (calorific value), Wobbe-szám (Wobbe index), Soot index, incomplete combustion factor (a nem tökéletes égés faktora), Yellow tip index stb.
Az un. gross calorific value (hőérték ) az a jellemző, amiben a gázminőséget meg szokták adni. Különböző régiókban más-más értékek az elfogadottak és járatosak:
Délkelet-Ázsiában: 43 MJ/ Nm3 minimálisan
USA, UK: 42 MJ/ Nm3 maximum
Európa: 39-46 MJ/ Nm3 között.

 

A lambda szonda
A lambda szonda (λ-szonda) egy olyan szenzor, amely az adott kipufogó gázban az oxigén tartalmat érzékeli, ezért oxigén szenzornak is nevezik gyakran. A „λ” jelet arányszámként használjuk, az elégetendő üzemanyaghoz szükséges levegő mennyiségnél a „λ” éppen egységnyi, azaz λ=1.0. Ez az un. „sztöchometrikus” keverék, amikor minden egyes éghető gyökhöz egy oxigén atom gyök párosul, tehát az égéstérben matematikailag ideális a keverék. A benzinüzemű motoroknál mindig a λ=1.0 vagy annál valamivel nagyobb értékre szabályozunk, a dízelmotoroknál újabban már használnak szélessávú λ-szondát, ahol a λ=0.8-10 között változik a modern motorok esetében. A λ=1.0-nél nagyobb értékeknél légfelesleg van, természetesen, a dízelmotorokra ez a jellemző üzemmód, valamint az un. szegény keverékű Ottó-motorok is a λ=1.1-1.3 tartományban üzemelnek.
A „λ” mérésére kétféle mérési elvet használnak, az egyik az un. Nernst-szonda, ahol egy szilárdtest kapszulában elektrolit található, míg a másik az un. ellenállás szonda, ahol egy kerámia ellenállása változik meg az oxigén molekulák hatására.
A lambda szonda (λ-szonda) a katalítikus gáztisztítók (katalizátorok) szabályzási körében a fő érzékelő (szenzor), amit köznyelvben „szabályozott katalizátorként” aposztrofálnak. A cél ezeknél a kipufogógáz tisztító rendszereknél az, hogy a szénmonoxid, a szénhidrogén, a nitrogén oxidok valamint–nem utolsó sorban–a korom kibocsátásokat minimalizáljuk.
Az első lambda szonda 1976-ban került beépítésre a BOSCH által egy 240/260 típusú Volvo motornál.
A kezdetleges lambda szondák un. ujjformát vettek fel, ahol az érzékelő elem “kalapocskát” alkotott belül, ahol kívülről a kipufogó gázzal, belülről pedig a referencia gázzal érintkezett. Ez az érzékelő több rétegből készült, ahol a fűtés már beintegrálásra került a rétegek közé. A cirkónium oxid (ZrO2) kerámia test egy un. védő hüvellyel van ellátva, amely lehetővé teszi az állandó hőmérsékleten való tartást, valamint megvéd a mechanikai sérülésektől is. A gáz hozzáférést kisméretű lyukakkal teszik lehetővé a hüvely paláston.
A lambda szonda folyamatosan összehasonlítja a kipufogó gáz oxigén tartalmát a környezeti levegő oxigén tartalmával és ezt az un. analóg villamos jelet szolgáltatja vezérlő egység felé, amely a szenzor jelleg görbéjének ismeretében a beadott üzemanyag mennyiségét szabályozza ennek a jelnek megfelelően. Az OBD-vel ellátott járműveknél a szabályozó komputereknek már az un. szabályozó lambda szonda mellett az un. monitor szonda jelét is figyelnie kell, ez az „addícionális felvigyázás” véletlenszerűen történik, tehát a komputer időnként rátekint a katalizátor állapotára, majd beavatkozik, ha szükséges.
A motor vezérlőnek a következőket kell figyelnie és vezérelnie a szondákat illetőleg:
1. a feszültség jelváltozása (maximálisan 300 mV lehet ez a vezérlő szonda jelénél)
2. az analóg jel amplitúdója
3. a szabályzási frekvencia
4. a fűtőszál szakadása
5. a negatív jel megléte (a jármű test kontaktusa megfelelő-e)
Zavar vagy meghibásodás esetében a motor elkezd „fogyasztani”, mivel a helyes keverék arány beállítása meghiúsul a szonda miatt, ezzel a széndioxid kibocsátás is megnő, természetesen.
A szenzor hibát a motorvezérlő kijelzi, általában a „check-engine” lámpa világít folyamatosan.
A szonda optimális hőmérséklete az 550-700°C hőmérsékleten van λ=1.0 értéknél, a szélessávúaknál pedig ennél mintegy 100-200°C-al magasabb.

A szonda felfűtése hideg start esetén fontos, míg a motor hőmérséklete alacsony, a fűtés segítségével pedig a működési hőmérséklet gyorsan elérhetővé válik.
A széles sávú lambda szondák
A cirkónium bázisú szenzorok egyik változata az un. szélessávú lambda szonda, amit 1994 óta gyárt a BOSCH, és főképpen a benzin direkt befecskendezésű valamint dízelmotoroknál használják őket.
Az egyszerű lambda szondák a λ=1.0 értéknél nagyon meredekek, szinte átbillennek (lásd a LED-ek váltakozását a központi befecskendezésű motorok λ-szabályozóján, ahol egy léptetőmotorral szabályozzuk a gázmennyiséget), a megelőző és az azt követő intervallumok pedig laposak, tehát a jelváltozás szinte nulla. Ezért a széles λ-sávban működő szenzort meg kellett alkotni, amivel átfogható a pl. λ=0.8-10.0 tartomány is. A szegény keverékekre a λ>1.0, míg a dús keverékekre a λ<1.0 összefüggés érvényes, a λ=1.0-nél a keverék az un. sztöchometrikus. A szegény keverék esetén a teljesítmény „kihozatal” az optimálistól eltérő (kisebb), a fogyasztás viszont csökken, míg a sztöchometrikusnál a teljesítmény optimális, a dús keveréknél pedig az NOx katalizátor regenerációjára van szükség.
Egy széles sávú szonda felépítése, hogy a fenti funkciónak teljes mértékben megfeleljen, eléggé összetett./Lásd a lenti ábrát: Rétegzett széles sávú szonda sémája elektrotechnikai szempontból/
Az áram a műveleti erősítő kimenetéről az “ellenőrző” ellenálláson keresztül folyik a föld felé.

A lambda szonda kapcsolási vázlataA „planár” technológiával megvalósított több rétegből álló, integrált fűtéssel ellátott (fekete részek) szenzor metszete látható az alábbi ábrán.
A méréstechnika szempontjából három fő részre lehet tagolni ezt a lambda szondát:
● a rózsaszínű un. “áramcella” (váltakozó áram beadása, középütt cirkónium membrán)
● az un. diffúzor csatorna (kék), amely a rózsaszín közegen átvezet a mérő gázhoz (λ=1.0)
● a Nernst-cella, ami a mérő gáz és a referencia gáz–ami itt a levegő–között található
Szélessávú lambda szonda felépítése

A λ=1.0 érték a mérő oszlopban a beadott áram segítségével áll elő úgy, hogy annak egyik polaritása (az áram folyásának iránya) az oxigént bepumpálja a kipufogó gáz áramból, valamint a másik folyási irány visszajuttatja oda. A mérő oszlopban mindig λ=1.0 érték van, erről egy szabályzás gondoskodik az áram beadás változtatása által, ez az un.“pumpáló áram”, ami a megfelelő mennyiségű és irányú oxigén ellátást biztosítja a diffúzor csatornán keresztül, hogy a lambda érték minden idő pillanatban teljesüljön.
A λ=1.0 értéknek akkor kell előállnia, amikor a Nernst-cella 0.45 V értéket eléri. Az oxigén molekulák a dús kipufogó gáznál a mérő oszlopba, míg szegény kipufogó gáznál pedig onnan kifelé pumpálódnak, így a λ=1.0 érték folyamatosan fennáll. A „pumpáló” áram előjele és nagysága ismeretében az aktuális λ a kipufogógázban meghatározható, ezen áram szabályozását egy a motor vezérlőben található vezérlő chip végzi folyamatosan.
A széles sávú szonda fontos alkotóeleme az NOx-szondáknak azon járműveknél, amelyek un. NOx-tárolós katalizátorral vannak ellátva, itt a nitrogénoxid tartalom az un. katalítikus bontás során keletkező oxigén mennyiségének mérése alapján történik.