Facciamo qualche premessa generale sugli impianti a gas, cercando di condensare qui le informazioni principali di carattere generico senza addentrarci in troppi tecnicismi. I produttori di impianti a gas sono molti, storicamente italiani ed olandesi, entrambi possiamo vantare una importante tradizione nel settore e pur riconoscendo a questi ultimi un certo vantaggio per quanto riguarda il livello qualitativo di alcuni componenti, la produzione nostrana si presta però meglio a configurazioni personalizzate e consente, in linea di massima, una maggiore versatilità nell'installazione.
Gli impianti a gas si possono dividere in due grandi famiglie: Una non corretta taratura dell'impianto a gas, di qualunque tipo esso sia, porterà a problemi di vario tipo, principalmente durante l'utilizzo a benzina, a causa dello scostamento dell'autoadattatività della centralina dell'auto o all'accensione della spia motore con la relativa memorizzazione di DTC (Diagnostic Trouble Code).
Per completezza, ma sono ben lungi da essere esaustivo sull'argomento, dobbiamo dire che gli impianti iniettati si possono suddividere in altre in altre due sottocategorie:
Questo impianto prevede un dosaggio del carburante gestito da un "controllore di flusso meccanico" che lavora proporzionalmente alla quantità d'aria aspirata dal motore ed utilizza alcuni controlli elettroidraulici per particolari condizioni di funzionamento (warm up, cut off, transitori, feedback lambda).
Rimanendo in ambito automotive, ed escludendo quindi i veicoli industriali per i quali valgono considerazioni differenti, possiamo affermare che praticamente ogni motore a ciclo Otto (quindi alimentato a benzina) possa essere trasformato per l'utilizzo con i carburanti gassosi GPL o metano.
Questi tipi di alimentazioni presentano alcuni grandi vantaggi legati alla maggiore ecocompatibilità rispetto alla benzina verde ed al gasolio e permettono anche un cospicuo risparmio economico se confrontati con gli altri combustibili fossili.
Nonostante ciò fino a non molti anni fa le auto alimentate a gas erano solo una minoranza, vuoi per un pò di ingiustificata "diffidenza" che spesso stupidamente abbiamo per quel che non si conosce, vuoi per la poco capillare presenza sul territorio di stazioni per il rifornimento.
In aggiunta, il serbatoio del gas spesso limitava pesantemente le capacità di carico e gli impianti dell'epoca causavano un calo di prestazioni in alcuni casi considerevole.
Solo recentemente le auto alimentate a gas stanno incontrando un maggior interesse da parte degli utenti ed ormai quasi non c'è casa costruttrice che non abbia nel proprio listino veicoli con questo tipo di alimentazione.
I motivi principali che ne stanno favorendo la diffusione sono:
-Maggiore economicità di esercizio.
-Assenza di limitazioni alla circolazione per blocchi del traffico legati al superamento degli inquinanti in atmosfera.
-Migliore ingegnerizzazione degli impianti montati in origine dalle case costruttrici (anche se sovente la scelta del produttore è legata più ad accordi commerciali che tecnici e non è sempre sinonimo di maggiore qualità o affidabilità).
-Interessi delle case costruttrici a promuovere determinati tipi di vendite e rientrare nelle normative sulle emissioni.
-Coscienza ecologica degli acquirenti.
Quindi, adesso che il gas è finalmente accettato e direi quasi "di moda", capita spesso che molti decidano di trasformare la propria vettura a posteriori.
Chi produce gli impianti a gas:
Differenze e caratteristiche principali tra aspirati ed iniettati:
Impianti aspirati (con miscelatore)
Impianti iniettati (con iniettori singoli per ogni cilindro).
Quelli appartenenti alla prima categoria sono ormai quasi scomparsi, avevano dalla loro il vantaggio della semplicità e del minor costo per l'installazione.
Per contro presentavano diversi inconvenienti:
-Necessità di emulazione del segnale lambda (per la difficoltà a mantenere un rapporto aria carburante corretto in ogni condizione).
-Peggioramento delle prestazioni anche durante il funzionamento a benzina.
-Possibilità di ritorni di fiamma all'aspirazione potenzialmente dannosi (essendo l'erogatore del gas prima del corpo farfallato il collettore di apirazione viene riempito di una miscela di aria e gas in rapporto pressochè stechiometrico, con buone possibilità di dannose accensioni non desiderate all'interno dello stesso anzichè in camera di combustione).
Già questi pochi motivi sono sufficienti a sconsigliare l'impiego di questo tipo di impianto ma, diverse vetture (principalmente monoiniettore e collettori compatti), si riescono a far funzionare in maniera più che decorosa.
Ben diverse le considerazioni relative alla seconda categoria, quella degli impianti definiti "iniettati".
In questo tipo di impianti l'erogazione della quantità corretta di combustibile non è più affidata ad un "miscelatore" posto prima del corpo farfallato (e che lavora per effetto venturi in leggera depressione) ma ad iniettori dedicati al gas, uno per cilindro, posti sul collettore di aspirazione in prossimità della testata e gestiti da una centralina dedicata ad essi.
Si possono già intuire i grandi vantaggi rispetto ad un impianto aspirato:
-Assenza di strozzature all'aspirazione (quindi nessuna ripercussione sul rendimento volumetrico originale e prestazioni invariate a benzina).
-Assenza di ritorni di fiamma (il collettore è pieno di aria e non più di miscela aria/gas).
-Dosaggio sufficientemente preciso del combustibile da non richiedere più emulazioni lambda.
-Ottimizzazione dei consumi di carburante.
-Mantenimento di tutte le strategie originali di gestione motore e di interazione con gli altri sistemi (es controllo trazione, stabilità, cambio automatico, ecc).
Tra gli inevitabili svantaggi ci sono:
-Maggior costo (principalmente legato agli iniettori ed all'elettronica di gestione).
-Necessità di smontare il collettore di aspirazione per realizzare la foratura degli iniettori supplementari (anche se in verità molti installatori adottano la discutibile prassi di forare da posto).
-Affidabilità non sempre assoluta di alcuni componenti (iniettori in primis e sensore pressione gas) anche se talvolta legata alla scarsa qualità del carburante erogato dalle stazioni di servizio (principalmente GPL) o a residui di prodotti dannosi utilizzati per la pulizia delle bombole.
-Necessità di una calibrazione eseguita con cura e capacità da parte dell'installatore (cosa non sempre scontata).
Possibili problematiche legate all'utilizzo del gas:
Un altro problema, questa volta di natura meccanica, legato all'utilizzo dei carburanti gassosi è relativo all'usura di valvole e sedi (principalmente scarico) che su certi motori può essere marcato al punto da rendere poco conveniente o addirittura sconsigliabile una trasformazione a gas.
Il fenomeno ha alcune cause:
-Ottimizzazione spinta dei materiali e dei dimensionamenti all'impiego per cui sono stati progettati (studi molto sensati per ridurre i costi, ottimizzare rendimenti, pesi e prestazioni ma che non "perdonano" le variazioni delle condizioni di funzionamento che si verificano con altri carburanti).
-Maggior temperatura dei gas combusti evacuati (fenomeno legato principalmente alla minore velocità di combustione della miscela aria/gas che conserva ancora una certa energia all'apertura della valvola di scarico rispetto a quanto avviene durante l'alimentazione a benzina).
Per questo fenomeno potrebbe essere utile, dove possibile, incrementare leggermente l'anticipo di accensione.
-Regimi di rotazione costantemente elevati (marcia in autostrada ad es) accentuano il problema sopra esposto poichè la velocità di combustione è abbastanza costante ma, agli alti regimi, il tempo utile (corsa del pistone) è proporzionalmente inferiore e l'incrocio valvole apre lo scarico decisamente prima del PMI.
-Taratura errata dell'impianto, miscela magra (anche una calibrazione non ottimale accentua il problema, e, per quanto l'apporto termico di una miscela magra possa essere inferiore, meno carburante, la velocità di combustione risulta ulteriormente rallentata aggravando il problema).
C'è comunque da dire che, anche su motori "delicati", a patto di verificare il gioco punterie regolarmente (se non a controllo idraulico) e di non utilizzarli prevalentemente a regimi elevati in maniera continuativa si possono raggiungere percorrenze significative prima di dover mettere mano alla testata.
Esistono in commercio alcuni additivi che dovrebbero salvaguardare le valvole da questo fenomeno (definito VSR Valve Seat Recession) ma non ho trovato conferme attendibili sulla reale efficacia di tali prodotti nè in rete nè dai riscontri di chi lo ha utilizzato.
Alcuni impianti prevedono di utilizzare un "contributo" benzina agli alti regimi per minimizzare il problema ma se non realmente necessario se ne fa generalmente a meno.
In pratica questa strategia può effettivamente contribuire a ridurre il VSR e può anche venir utilizzata per sopperire a problemi di risposta e portata degli iniettori del gas su alcune autovetture.
In che direzione stannno lavorando i produttori:
Iniettati in fase gassosa (la maggior parte).
Iniettati in fase liquida.
Rimandando ai link per gli approfondimenti su queste due tipologie aggiungiamo solo che gli sforzi attuali sono volti alla realizzazione di impianti che permettano di trasformare le vetture ad iniezione diretta del combustibile, le quali presentatano problematiche abbastanza particolari di non facile soluzione.
Rimandando sempre ai link per gli approfondimenti possiamo, dopo questi discorsi introduttivi, cominciare finalmente ad installare il nostro impianto a gas!!
Naturalmente ogni installatore, degno di essere definito tale, saprà perfettamente come installare un impianto su una vettura moderna dove l'iniezione elettronica originale del veicolo ci fornirà abbastanza facilmente alcuni "segnali" indispensabili come riferimento per far funzionare gli impianti attualmente in produzione (principalmente il Tinj -tempo iniezione- della centralina benzina).
Il discorso si complica se la nostra intenzione è di installare un impianto iniettato su una vettura NON dotata di iniezione elettronica.
Il caso preso in esame riguarda infatti la trasformazione del motore Mercedes 103.987 dotato di iniezione meccanica KE Jetronic.
Bosch KE Jetronic ed il gas:
Gli iniettori impiegati in questo sistema sono puramente MECCANICI.
Non essendoci quindi un segnale elettrico sugli iniettori viene a mancare l'informazione principale di cui necessita ogni moderno impianto a gas iniettato (il Tinj).
Per questo motivo se interpellerete molti installatori la maggior parte di essi vi dirà che NON è possibile installare un impianto iniettato su una vettura priva di iniezione elettronica.
Questo NON E' VERO.
E se vogliamo evitare di ricorrere ad un impianto aspirato, ricordando che, soprattutto in questo caso, un eventuale ritorno di fiamma causerà danni a dir poco ingenti sul dispositivo di misurazione della K Jetronic, non ci resta che andare a scoprire quali sono gli impianti che possono fare a meno dei tempi iniezione!!
A memoria mi vengono in mente i nostri Etagas Tartarini (non facile da far funzionare bene senza una specifica competenza su questo impianto), il Landi IGS (che è sempre stato un incubo per gli installatori), l'EGI multipoint dell'olandese Koltec_Necam (impeccabile se con una calibrazione corretta), un EGAS dedicato ma del quale non ho alcuna esperienza, lo Zavoli Aisei (mi pare), Il Romano RIS, il Bigas GIS.
Questi ultimi tre sono gli unici (che io sappia), tra quelli adatti alla trasformazione che vogliamo fare, ad utilizzare elettroiniettori (i primi citati adottavano un sistema di iniezione continua) e, tutti e tre, condividono la medesima elettronica prodotta dalla nostrana AEB.
Cuore di questi sistemi è la centralina, riconoscibile dalle versioni successive e non adatte ai nostri scopi per la presenza, sul lato destro, di un raccordo in ottone per la depressione del collettore.
Può gestire fino a quattro iniettori (fino ad otto con driver dedicato) e richiede in ingresso solo alcuni segnali:
-Temperatura acqua
-Interruttore minimo
-Segnale lambda
-Segnale giri
-Segnale MAP (Manifold Absolute Pressure)
-Segnale TPS (Throttle Position Sensor)
TUTTI segnali che possiamo trovare abbastanza facilmente anche sulla KE Jetronic!!
VEDIAMO COME!!