O możliwości zamontowania instalacji LPG do diesla dowiedziałem się od firmy Elpigaz, gdy montowała ona instalację gazową w autobusie szkolnym w Radzyniu Chełmińskim – wspomina Marek Rokiciński. – Wyszedłem z propozycją zamontowania instalacji w ciągniku rolniczym. Firma podjęła wyzwanie i we wrześniu 2013 roku dostosowała Zetor 7745 do pracy na podwójnym paliwie. Jak mówili, to nie był ich pierwszy ciągnik przystosowany do pracy na gazie, bo wcześniej instalację LPG zamontowali w sześciocylindrowym doładowanym Zetorze 16245 o mocy 160 KM.
Jak wyjaśnia rolnik, ciągnik uruchamiany jest na oleju napędowym. Po osiągnięciu około 40-stopniowej temperatury cieczy w układzie chłodzenia, automatycznie załączana jest instalacja LPG. Wtedy oprócz oleju napędowego do komór spalania dostaje się gaz doprowadzony do silnika razem z powietrzem. Zdaniem rolnika, załączenie instalacji jest najbardziej odczuwalne w trakcie prac polowych, kiedy ciągnik jest pod obciążeniem.
– Od razu czuć, że wzrasta moc i poprawia się dynamika silnika – dodaje właściciel maszyny. – Pracując w systemie diesel-LPG zauważyłem również zmniejszenie zadymienia spalin. Moim zdaniem, wynika to z faktu, że gaz w tym układzie powoduje dopalanie sadzy powstałych przy spalaniu oleju napędowego. Dzięki temu w mniejszym stopniu tworzy się nagar. Widać to podczas oczyszczania odśrodkowego filtra oleju. Nagromadzony tam osad jest teraz dużo bardziej miękki i łatwiejszy do usunięcia. Dodatek LPG przyniósł również korzyści ekonomiczne, gdyż spadło zużycie oleju napędowego na rzecz tańszego gazu. Średnio w czasie pracy proporcja gazu do oleju napędowego wynosi 30 do 70 procent. Przedstawiając to w liczbach, to wcześniej ciągnik w pracy z pługiem czy agregatem uprawowo-siewnym spalał średnio około 10 litrów oleju napędowego na motogodzinę. Po zamontowaniu instalacji gazowej zużywa 7 litrów ON oraz 3 litry gazu LPG.
Zbiornik pod kabiną
W gospodarstwie Marka Rokicińskiego obecnie na stanie są trzy ciągniki czeskiego Zetora. Jako pierwszy pojawił się w 1990 roku, zakupiony jako nowy, model 7745 zastępując w pracach Ursusa C-360. Rok później do gospodarstwa przyjechał kolejny ciągnik: 45-konny Zetor 5211. Do zeszłego roku to na tych dwóch maszynach spoczywały wszystkie prace polowe, transportowe i załadunkowe. Niestety, lata ciężkiej pracy i zwiększający się areał odbiły się na sprawności maszyn. Szczególnie odczuł to mocniejszy sprzęt, który jesienią 2013 roku zbliżył się do poziomu 9 tys. przepracowanych motogodzin. Właściciel maszyny postanowił wykrzesać z niego dodatkowe konie, a „lekarstwem” miało być zasilanie dwupaliwowe. Po konsultacjach z firmą Elpigaz z Gdańska w ciągniku za sumę 3500 zł została zamontowana instalacja o nazwie Dual Fuel DEGAmix. Montaż podzespołów trwał dwa dni.
– Umieszczenie instalacji w ciągniku nie wymagało wielu przeróbek – stwierdza Marek Rokiciński. – Trzeba było m.in. zamontować zbiornik, połączyć układ chłodzenia ciągnika do reduktora oraz wpiąć króćce gazu w układ dolotowy silnika. Najtrudniejszym zadaniem okazało się znalezienie odpowiedniego miejsca na butlę z gazem, która ma pojemność 52 litrów. Umieściliśmy ją pod kabiną mocując zbiornik na ramie od ładowacza czołowego.
Pomiar
temperatury spalin
Instalacja jest prosta w budowie, a najważniejszym elementem jest w niej elektroniczny moduł sterujący umieszczony w kabinie ciągnika. To on oblicza i ustala ilość potrzebnego w danej chwili gazu kierując się wskazaniami prędkości obrotowej silnika, mierzonej na alternatorze oraz położeniem pedału gazu odczytywanym z czujnika TPS (Throttle Position Sensor). Ponadto monitorowana jest na bieżąco temperatura płynu chłodzącego odczytywana w reduktorze oraz temperatura spalin mierzona czujnikiem zamontowanym na rurze wydechowej ciągnika. Temperatura spalin jest kluczowym parametrem dla bezpiecznej pracy silnika, bowiem zbyt wysoka mogłaby doprowadzić do wypalenia zaworów, stopienia tłoków, a w konsekwencji, trwałego uszkodzenia jednostki napędowej. Wartość graniczną w przypadku Zetora 7745 ustalono na 650 stopni C. Gdyby ta wartość została przekroczona, automatycznie zostanie odcięta dawka gazu i silnik przejdzie na pracę na oleju napędowym. Gdy temperatura spadnie do bezpiecznego poziomu, ponownie załączana jest instalacja LPG.
– Próg dopuszczalny temperatury spalin ustaliliśmy w ten sposób, że obciążaliśmy maksymalnie silnik pracując na oleju napędowym mierząc wskazania czujnika temperatury spalin – opisuje Sylwester Bieńkowski, kierownik działu technicznego w firmie Elpigaz. – Na tej podstawie ustaliliśmy próg graniczny wynoszący 650 stopni C. Z doświadczenia wiemy, że przyjęta wartość jest bezpieczna dla silnika.
Dwa wtryskiwacze
W opisywanej instalacji gaz w fazie ciekłej ze zbiornika kierowany jest przewodami do jednostopniowego reduktora (parownika) przymocowanego do ramy ładowacza. W reduktorze Cometa-i, który został wyprodukowany przez firmę Elpigaz, następuje redukcja ciśnienia gazu i zmiana stanu skupienia z ciekłego na parowy. Rozprężaniu gazu towarzyszy obniżenie jego temperatury, dlatego reduktor ogrzewany jest płynem doprowadzonym z układu chłodzenia silnika. Dalej paliwo gazowe poprzez filtr podawane jest do wtryskiwaczy, które z kolei kierują LPG do kolektora dolotowego, gdzie następuje mieszanie gazu z napływającym powietrzem. Ładunek mieszanki gazowo-powietrznej dostaje się do cylindra w pierwszym cyklu pracy silnika. Następnie po sprężaniu mieszanki rozpoczyna się wtrysk oleju napędowego, który ulega zapaleniu, a to z kolei inicjuje zapłon mieszanki gazowo-powietrznej.
– Wtryskiwacze podają gaz z pewną częstotliwością – wyjaśnia Sylwester Bieńkowski. – Zatem, aby zachowana była ciągłość podawania mieszanki gazowo-powietrznej do poszczególnych cylindrów, zastosowaliśmy dwa wtryskiwacze gazowe. Gdybyśmy zastosowali pojedynczy element, naprzemiennie podawane byłoby raz powietrze a raz mieszanka gazowa. Montaż instalacji LPG wymagał również przerobienia doprowadzenia powietrza do sprężarki układu hamulcowego, ponieważ oryginalnie pobierane było z kolektora ssącego. Teraz powietrze dochodzi do sprężarki z zewnątrz przechodząc przez dodatkowy filtr.
Coraz więcej instalacji
Zetor 7745 przepracował na instalacji dwupaliwowej ponad 500 motogodzin. Nie było żadnych problemów i awarii. Jak podaje właściciel, średnio gaz w tym ciągniku uzupełniany jest co drugie tankowanie oleju napędowego. W sezonie prac polowych LPG wystarcza na dwa dni pracy. Z tankowaniem gazu nie ma problemów, bo najbliższa stacja paliw znajduje się od gospodarstwa w odległości około półtora kilometra.
– Na początku ze zdziwieniem pracownicy stacji podchodzili do tankowania gazu do ciągnika – mówi Marek Rokiciński. – Teraz już się przyzwyczaili. Docelowo planuję jednak zamontowanie w gospodarstwie dużego zbiornika na LPG o pojemności około 2000 litrów, co umożliwiłoby hurtowy zakup gazu po niższej cenie oraz pozwoliłoby tankować LPG na terenie gospodarstwa bez konieczności dojazdu do stacji paliw. Taka inwestycja jest związana również z tym, że w tym roku planuję zamontowanie instalacji gazowej w drugim ciągniku – zakupionym w maju zeszłego roku Zetorze Forterra 140 HSX (136 KM).
Jak się dowiedzieliśmy w firmie Elpigaz, w ostatnim czasie coraz więcej rolników pyta o możliwość założenia instalacji gazowej w ciągnikach. Pytają zarówno właściciele starszych maszyn, ale i tych najnowszych, w których – co zauważa Sylwester Bieńkowski – montaż instalacji gazowej jest łatwiejszy, bo odpada chociażby montaż czujników mierzących prędkość obrotową silnika czy położenia pedału gazu (TPS). Aktualnie średni koszt montażu instalacji LPG do ciągnika rolniczego wynosi od 3,5 do 4 tys. zł. Jest więc zbliżony do montażu instalacji autogazu w samochodach osobowych. Warto podkreślić, że oprócz ciągników Zetor firma Elpigaz założyła instalację LPG również do ciągnika Pronar i najnowszego New Hollanda wyposażonego w elektronicznie sterowany układ common rail.
Opisane rozwiązanie zastosowane w ciągniku Zetor 7745 należącym do Marka Rokicińskiego zajęło pierwsze miejsce w konkursie firmy Zetor Polska na najbardziej nietypowe ulepszenie ciągnika czeskiego producenta.
Przemysław STANISZEWSKI
