More

    Δοκιμές (Τεστ) Λίπανσης βαλβίδων σε κινητήρες LPG και CNG

    Μέγεθος κειμένου-+=
    Μέγεθος κειμένου-+=

    Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι δοκιμές (Τεστ) Λίπανσης βαλβίδων σε κινητήρες LPG και CNG που έχουν γίνει από διάφορους κατασκευαστές συστημάτων.

    Τα τεστ αυτά έδειξαν στο σύνολο τους ότι οι κινητήρες που δεν έχουν ιδιαίτερη κατασκευαστική μέριμνα για τις βαλβίδες και τις έδρες των βαλβίδων ως προς την αντοχή τους για λειτουργία με LPG και CNG, παρουσιάζουν σημαντική φθορά των παραπάνω εξαρτημάτων η οποία μάλιστα εξαρτάται και από τον τρόπο λειτουργίας του κινητήρα.

    Αυτό δεν ισχύει όταν σαν καύσιμο χρησιμοποιείται η βενζίνη, καθώς τα χημικά πρόσθετα που βρίσκονται στο καύσιμο λιπαίνουν τις βαλβίδες και τις έδρες ενώ χαμηλότερες είναι και οι θερμοκρασίες λειτουργίας του κινητήρα. Αυτά τα χημικά πρόσθετα δεν υπάρχουν στο υγραέριο LPG και το CNG.

    Με τα συστήματα  προστασίας – λίπανσης των βαλβίδων, ειδικά με ψεκασμό, γίνεται δυνατή η ανάμειξη  αυτού του χημικού ή των χημικών μέσα στον κινητήρα, μαζί με το υγραέριο LPG ή το φυσικό αέριο CNG. Με αυτόν τον τρόπο, μειώνεται αισθητά η φθορά των βαλβίδων και των εδρών τους.

    Είδη συστημάτων λίπανσης

    Τα συστήματα προστασίας – λίπανσης των βαλβίδων, είναι συστήματα  παροχής χημικού πρόσθετου – λιπαντικού και διακρίνονται ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας τους στις παρακάτω κατηγορίες:

    Η παροχή χημικού- λιπαντικού μπορεί να γίνει:

    • άμεσα με πρόσθετα στη δεξαμενή του συστήματος τροφοδοσίας υγραερίου,
    • με ανεξάρτητο  δοσομετρικό σύστημα μέσω υποπίεσης,
    • με ολοκληρωμένα ηλεκτρονικά  ελεγχόμενα δοσομετρικά συστήματα κεντρικής παροχής,  
    • με ολοκληρωμένα ηλεκτρονικά  ελεγχόμενα συστήματα σειριακής παροχής,
    • με συστήματα προστασίας αποκλειστικής τοποθέτησης. Παρατήρηση: Μερικοί κατασκευαστές διαθέτουν συστήματα λίπανσης σχεδιασμένα αποκλειστικά για τα δικά τους συστήματα υγραερίου – φυσικού αερίου.

    Αποτελέσματα Δοκιμών Κινητήρων Με Λίπανση & Χωρίς Λίπανση

    Στην συνέχεια υπάρχουν τα αποτελέσματα και τα βασικά συμπεράσματα της Prins για το σύστημα ValveCare με βελτιωμένη δοσομετρική μονάδα και πρόσθετο. Αυτή η δοκιμή πραγματοποιήθηκε στην JanSpeed (ΗΒ) και ανατέθηκε από την Prins Autogassystemen B.V.

    Η δοκιμή αφορά μία δοκιμή κύκλου αντοχής 100 ωρών κινητήρα σε δυναμοηλεκτρική πέδη. Ο σκοπός της δοκιμής ήταν:

     

    • Να δοκιμαστούν τα νέα χημικά στο πρόσθετο ValveCare.
    • Η λειτουργία της νεας δοσομετρικής μονάδας του ValveCare, αν γίνεται μία κατά 100% ίση διασπορά του πρόσθετου ValveCare σε όλους τους κυλίνδρους.
    • Να διαπιστωθεί η φθορά των βαλβίδων με και χωρίς πρόσθετο.

    Κατάσταση δοκιμής

    • Ο κύκλος δοκιμής του κινητήρα (φορτίο) ελέγχεται από την πέδη του κινητήρα.
    • Η δοκιμή γίνεται σύμφωνα με έναν τυποποιημένο κύκλο αντοχής 100 ωρών, στον οποίον ο κινητήρας φορτίζεται πάρα πολύ.
    • Ο κινητήρας λειτουργεί με LPG. Οι κύλινδροι 1 και 4 λειτουργούν μόνον με LPG και οι κύλινδροι 2 και 3 λειτουργούν με LPG και ValveCare.
    • Χρησιμοποιείται η δοσομετρική μονάδα του ValveCare για έξι κυλίνδρους, όπου οι δύο έξοδοι είναι συνδεδεμένοι με τον κινητήρα και οι τέσσερις είναι συνδεδεμένοι με φιάλες αναφοράς (ογκομετρικός σωλήνας).
    • Η ίση δοσομέτρηση της δοσομετρικής μονάδας ελέγχεται μέσω αυτών των φιαλών.

    Σχήμα 1: Δοκιμή  κινητήρα με και χωρίς λιπαντικό.

    Σχήμα: Δοκιμή  κινητήρα με και χωρίς λιπαντικό. Οι δύο κύλινδροι του κινητήρα (2 και 3) όπως φαίνεται στο σχήμα λιπαίνονται ενώ οι άλλοι δύο όχι. Επίσης μια ποσότητα λιπαντικού συγκεντρώνεται στους ογκομετρικούς σωλήνες 1,2,5,6 για να διαπιστωθεί αν υπάρχει ισόποση διασπορά λιπαντικού σε όλους τους κυλίνδρους.  (Πηγή: Prins)

    Αποτελέσματα μετρήσεων

    Πίνακας 1: Αποτελέσματα φθοράς κυλίνδρων

    Σχήμα 2: Απεικόνιση φθοράς βαλβίδων

    Η υποχώρηση της έδρας των βαλβίδων εισαγωγής είναι σημαντικά   μικρότερη όταν προστίθεται το ValveCare στο LPG (κύλινδροι 2 και 3).

    Οι βαλβίδες εισαγωγής των κυλίνδρων 2 & 3 δεν δείχνουν οποιαδήποτε φθορά. Ακόμη και μετά τον πλήρη κύκλο των 100 ωρών η υποχώρηση της έδρας εξακολουθεί να είναι 0 mm.

    Και οι δύο βαλβίδες εισαγωγής χωρίς ValveCare (κύλινδροι 1 και 4) δείχνουν ήδη μερική υποχώρηση της έδρας, μετά από 100 ώρες.

    Το θερμικό φορτίο στις βαλβίδες εξαγωγής είναι υψηλότερο από αυτό στις βαλβίδες εισαγωγής, πράγμα το οποίο σημαίνει υψηλότερη φθορά των εδρών των βαλβίδων εξαγωγής.

    Οι βαλβίδες εξαγωγής των κυλίνδρων 2 και 3 δείχνουν σημαντικά μικρότερη φθορά από τις βαλβίδες των άλλων δύο κυλίνδρων, 1 και 4,  χωρίς ValveCare.

    Όπως μπορείτε επίσης να δείτε στον Πίνακα 1 η διασπορά του πρόσθετου ValveCare σε όλους τους κυλίνδρους είναι ίση. Ακόμη και μετά από την δοκιμή αντοχής των 100 ωρών η διαφορά στα γραμμάρια του πρόσθετου που προστέθηκε ανά κύλινδρο είναι ελάχιστη. Η απόκλιση μεταξύ των φιαλών είναι μικρότερη από 0,8%.  Αυτό  υπογραμμίζει την απόδοση της δοσομετρικής μονάδας

    Σχήμα 3: Φθορά των βαλβίδων. Οι εικόνες είναι κοντινές φωτογραφίες των βαλβίδων στους κυλίνδρους. Όπως μπορείτε να δείτε υπάρχει κόκκινη σκόνη (φθορά μετάλλου) στον κύλινδρο.

    ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ (Σχήμα 3): Η κόκκινη σκόνη είναι ένα προϊόν φθοράς του μετάλλου, και ανθρακωμάτων. Αυτή η κόκκινη σκόνη ενεργεί σαν  «άμμος» και θα φθείρει τις βαλβίδες και τις έδρες των βαλβίδων. Αυτό προκαλεί ραγδαία αύξηση της φθοράς στις βαλβίδες εξαγωγής των κυλίνδρων Νο1 και Νο 4. Η φθορά των βαλβίδων είναι συνεχώς αυξανόμενη.

     

    Φθορά βαλβίδων σε σχέση με το φορτίο του κινητήρα   

    Στο Σχήμα 4 φαίνεται ότι τα ποσοστά φθοράς των βαλβίδων, σχετίζονται περισσότερο με το φορτίο λειτουργίας του κινητήρα.

    Σχήμα 4: Συμπεράσματα άλλων δοκιμών. Ποσοστά φθοράς στη βαλβίδα εξαγωγής μετά από φόρτιση και αριθμός στροφών χωρίς πρόσθετα προϊόντα  (πηγή: TUNAP)

    Η κίτρινη γραμμή υποδεικνύει μια λειτουργία του κινητήρα με φορτίο  περίπου 40% με σαφώς μικρότερη φθορά.

    Μια μεγαλύτερη φθορά εντοπίζεται μόλις το φορτίο αυξάνεται στο 50% ενώ η φθορά αυξάνει σημαντικά στην λειτουργία με μέγιστο φορτίο.

    Ένα όχημα που εμφανίζει σε υγραεριοκίνηση, δυσλειτουργίες λόγω φθοράς στις βαλβίδες, μετά από μόλις 15.000 Km, χαρακτηρίζεται ως ιδιαίτερα ευαίσθητο, ενώ τα οχήματα των οποίων το διάκενο βαλβίδων τους παραμένει καθόλη την διάρκεια της λειτουργίας τους εντός των  αποδεκτών ορίων, χαρακτηρίζονται ως ανθεκτικά ως προς το αέριο.

    Γενικά συμπεράσματα δοκίμων 

    Αυτές οι δοκιμές δεν μπορούν να καλύψουν και να εξηγήσουν όλη τη θεματική ενότητα που ονομάζεται  «φθορά βαλβίδων» επειδή στα πλαίσια αυτών των δοκιμών δεν ελέγχθηκαν όλοι οι παράγοντες  επηρεασμού των βαλβίδων. Ωστόσο, μπορούν να βγουν  από τις παρατηρήσεις αυτών των ελέγχων χρήσιμα συμπεράσματα:

    • Η βασική φθορά δημιουργείται από διάβρωση “Pitting” λόγω μικροσυγκολλήσεων.
    • Η τάση ανάπτυξης των συγκολλήσεων εξαρτάται από τα ζεύγη των υλικών που χρησιμοποιούνται για την βαλβίδα, την έδρα της, την θερμοκρασία των καυσαερίων και τη μέγιστη πίεση.
    • Ο αριθμός των στροφών μόνο, δεν επηρεάζει πρωτίστως τη φθορά των βαλβίδων.
    • Το φορτίο επηρεάζει  την φθορά των βαλβίδων
    • Τα πρόσθετα προϊόντα που χρησιμοποιούνται, δομούν πρωτοβάθμια ένα αναλώσιμο προστατευτικό στρώμα, που μειώνει με την κατάλληλη δοσολογία τη φθορά των βαλβίδων κατά μερικές μονάδες.

    Σχήμα 5: Στο σχήμα παρουσιάζονται τρία οχήματα, τα οποία εμφανίζουν την φθορά  των βαλβίδων ανάλογα με τα χιλιόμετρα  λειτουργίας τους με υγραεριοκίνηση. (Τα τρία παραδείγματα μεταξύ 15.000 Km και 50.000 Km σχετίζονται και με τις συνήθεις εμπειρίες των συνεργείων μετατροπής σε κίνηση με υγραέριο LPG)

     

    Τελευταία Άρθρα

    spot_img

    Δημοφιλή Άρθρα

    Σχετικά Άρθρα