Parole chiave: GPL, GPL, gas combustibile, composizione, caratteristiche.

Il GPL è una miscela di idrocarburi a basso peso molecolare con tre o quattro atomi di carbonio, cioè propano, propilene, n-butano, isobutano, buteni, in proporzioni variabili. La produzione di questo combustibile è derivata dalla lavorazione del greggio nelle raffinerie e dalla separazione (degassificazione) del gas naturale (metano-etano).

I gas di petrolio liquefatti possono anche contenere piccole quantità di metano, etilene, pentano e panteni e, eccezionalmente, idrocarburi come butadieni, acetilene e metilacetilene.

Questi ultimi idrocarburi sono presenti solo come sottoprodotti della produzione di olefine per uso petrolchimico. Oltre agli idrocarburi, saranno presenti talvolta anche composti solforati (mercaptani e alchilsolfuri) in quantità estremamente ridotte, ma che hanno una certa importanza per quanto riguarda la corrosività del prodotto.

Le caratteristiche principali

I GPL sono gas facilmente liquefatti a temperatura ambiente a bassa pressione (4-18 atmosfere): questa caratteristica consente uno stoccaggio e un trasporto più agevoli rispetto ai gas non condensabili come metano, etano, etilene , che richiedono pressioni molto elevate per essere liquefatti a temperatura ambiente.

· I GPL raffinati sono generalmente quasi inodori ed estremamente infiammabili a causa della loro elevata volatilità. Possono dare miscele esplosive a contatto con l'aria. Per meglio riconoscerli o rilevare eventuali fughe, viene loro attribuito un odore particolare mediante apposite sostanze (mercaptani).

• I GPL non sono realmente tossici: hanno al massimo un leggero potere anestetico, se inalati per lungo tempo possono provocare emicranie e disturbi di stomaco.

 

• Il GPL, quando si diffonde nella sua forma liquida, fuori da un contenitore pressurizzato, evapora producendo freddo: a contatto con la pelle provoca delle caratteristiche ustioni chiamate “ustioni da freddo”.

Le caratteristiche fisico-chimiche del GPL (curva di distillazione, tensione di vapore, gravità specifica, potere calorifico, efficienza nei motori, ecc ...) dipendono dal loro contenuto di vari idrocarburi.

I prodotti commerciali sono molto diversi l'uno dall'altro. Inoltre, la loro tensione di vapore, il peso specifico e le proprietà antiurto sono molto sensibili alle variazioni della temperatura ambiente. I metodi di calcolo del numero di ottano sono recenti (motore ASTM-CFR in condizioni operative Motor Method Standard ASTM D 2623).

I test hanno dimostrato che un indice di 92 dovrebbe essere considerato il valore minimo per il rifornimento di auto che utilizzano questo tipo di carburante. I GPL contenenti idrocarburi olefinici (più in particolare propilene) possono dar luogo a fenomeni di detonazione e preaccensione tanto più sensibili in quanto maggiore è il loro contenuto di idrocarburi olefinici e maggiore è il rapporto di compressione del motore. .

Lo stesso si può dire per i GPL ad alto contenuto di n-butano. A tal proposito l'NGPA, l'ente responsabile dell'unificazione degli standard in America, prevede che i GPL (specifica HD-5) debbano contenere al massimo il 5% in volume di propilene.

Confronto con la benzina

Il potere calorifico del GPL è praticamente uguale a quello della benzina se espresso in chilocalorie per chilo di carburante, ma questi valori saranno molto diversi se espressi in chilocalorie per litro di carburante liquido a 15 ° C.

Questa diversità deriva dalla differenza di densità tra GPL e benzina: mediamente la densità a 15 ° C di un GPL è di 0.555 kg / litro e quella della benzina è di 0.730 kg / litro. Un motore alimentato a benzina sviluppa dal 10 al 12% in più di potenza ma presenta anche un consumo specifico più elevato e un'efficienza complessiva inferiore rispetto a un motore alimentato a GPL.

Poiché i valori di riscaldamento dei due combustibili sono praticamente uguali, la diminuzione di potenza osservata con il GPL è dovuta a un riempimento inferiore dei cilindri, le cui cause sono:

• La presenza di un miscelatore tra il filtro aria e il carburatore (la caduta di pressione nel condotto di aspirazione provoca una diminuzione della potenza dal 5 al 6%). Una adeguata disposizione dell'ingresso gas, ottenuta forando il carburatore e applicando un ugello che manda direttamente nella sezione più stretta del Venturi, permetterebbe di attenuare notevolmente questa perdita di potenza.

 

• Una miscela più calda, e quindi meno densa, perché la vaporizzazione del GPL avviene in un riduttore-vaporizzatore. Il carburante arriva già caldo nel carburatore mentre la miscela aria / benzina subisce un raffreddamento dovuto al calore latente di vaporizzazione della benzina. La potenza dissipata registrata è dell'ordine del 5-6%, invece è inevitabile in quanto, per garantire un rapporto aria / carburante costante, il dispositivo di alimentazione deve inviare il GPL già presente al lo stato gassoso nella sezione più stretta del carburatore.

Migliori prestazioni per il GPL

L'incremento del rendimento complessivo del GPL rispetto alla benzina può essere spiegato da una migliore combustione dovuta alla maggiore omogeneità della miscela gas / aria e dal fatto che la regolazione del miscelatore, effettuata in modo da ottenere una massima di potenza con il minimo consumo, fornisce una miscela leggermente più magra. Ma, poiché GPL di diversa composizione hanno anche diverso peso specifico, ne consegue un diverso consumo in peso per la stessa impostazione del miscelatore.

Poiché si può considerare che a velocità costante è costante anche la quantità di aria richiesta dal motore, ad ogni flusso di gas corrisponderà un diverso rapporto aria / carburante. Di conseguenza, per GPL di diversa composizione, si otterranno consumi e rese differenti, il che non toglie che con una regolazione del miscelatore adeguata ad ogni tipologia di gas si registrerà sempre una potenza massima con un minimo di consumo.

Ipotizzando quindi che l'utilizzo del GPL provochi una perdita di potenza intorno al 12%, gli impianti a gas liquido non consentono a meno di ottenere, se opportunamente regolati, un minor consumo specifico di carburante, ovvero, cioè un numero maggiore di cavalli per chilogrammo di GPL.

Vantaggi meccanici del GPL

Oltre al fattore esclusivamente economico, un altro motivo dovrebbe rendere preferibile l'uso del GPL a quello della benzina: garantisce una maggiore durata del motore di circa il 50%.

• La sua combustione essendo più completa di quella dei combustibili liquidi, comporta una riduzione dei depositi nella camera di combustione e sui pistoni: l'operazione flessibile, senza detonazione, determina migliori condizioni di lavoro delle bielle, dei cuscinetti e organi ausiliari.

 

 

• La natura gassosa del carburante in ingresso nel motore elimina l'azione di lavaggio delle pareti dei cilindri durante le fasi di alta accelerazione, con una sensibile riduzione dell'usura delle canne, dei pistoni e delle fasce elastiche.

 

• Le valvole e le candele, nonostante le temperature di esercizio più elevate, hanno anche una durata maggiore.

Tutti questi fattori consentono di distanziare le revisioni periodiche del motore, che possono aumentare il normale funzionamento dal 50 al 200%. Il fatto che non vi sia lavaggio dei cilindri con carburante impedisce la diluizione del lubrificante, ed è così possibile distanziare i cambi d'olio molto più a lungo.

Precauzioni con GPL

Se l'alimentazione di GPL provoca un aumento della viscosità dell'olio motore, provoca, invece, una maggiore ossidazione del lubrificante a causa del calore sprigionato, maggiore rispetto alla benzina e favorita dall'assenza isolamento sulle parti (depositi sulla testa del pistone)

Per evitare un calo di efficienza, sarà quindi necessario che il motore a GPL venga lubrificato con un olio meno viscoso di quello utilizzato per i motori a benzina - ad esempio un SAE 30 anziché un SAE 40 - e che il ripristino del livello. oppure effettuato con oli SAE con viscosità di circa un'unità inferiore a quella dell'olio utilizzato dopo il cambio.

In cambio dei vantaggi presentati dal GPL, corrisponde una maggiore usura delle sedi delle valvole, che si traduce in una mancanza di gioco dei pulsanti e nella tostatura delle valvole, che rimangono parzialmente aperte.

Questo fenomeno è più evidente quando il motore è lubrificato con olio che non contiene ceneri e additivi organometallici. Nel passaggio da alimentazione a benzina a GPL è necessario l'utilizzo di candele con valore termico più fresco perché, se con la benzina alimentano le pareti interne della bombola e della camera a gas esplosione vengono nebulizzate con goccioline finissime e, quindi, raffreddate, questo fenomeno è meno evidente con alimentazione a GPL che provoca un maggior riscaldamento delle camere esplosive e delle candele: segue la formazione di una scintilla meno efficiente . Il funzionamento ottimale può essere ripristinato utilizzando con precisione candele più fredde.

Installazione GPL

Il circuito di alimentazione di un motore funzionante a gas liquido è costituito da un serbatoio, un filtro, un regolatore di pressione, un vaporizzatore, un carburatore e le relative tubazioni.

Il campione viene prelevato per mezzo di un tubo immerso nel fondo del serbatoio, dove il gas è sempre allo stato liquido. La parte superiore contiene solo vapori che non consentirebbero al motore di funzionare ad alte velocità.

Infine, se il GPL venisse prelevato dalla parte superiore del serbatoio, la composizione del gas liquido rimanente verrebbe gradualmente arricchita con butano, a causa della più rapida evaporazione del propano. Ciò comporterebbe una diminuzione della pressione nel serbatoio e una diminuzione del numero di ottano del carburante. Prelevando il GPL liquido dal fondo del serbatoio, la miscela rimane quindi praticamente costante. Il GPL passa attraverso un primo filtro quindi passa, ancora allo stato liquido, nella parte di alta pressione del regolatore (regolatore primario) dove la pressione viene ridotta a valori variabili tra 0,3 e 0,7 kg / cm2, contro Da 10 a 14 kg / cm2 nel serbatoio.

Passa quindi nel “vaporizzatore” (generalmente incorporato nel regolatore di pressione): si tratta di una serpentina immersa nell'acqua calda proveniente dal motore, nella quale il GPL si trasformerà in gas.

Questo gas entra quindi nella parte di bassa pressione del regolatore (regolatore secondario), che porta la pressione ad un valore leggermente inferiore alla pressione atmosferica (circa 5 mm di acqua) La regolazione di questa depressione è fondamentale per ottenere un corretto dosaggio carburante nel carburatore. Il regolatore sarà sensibile alle variazioni della pressione atmosferica e della temperatura agendo in modo che la pressione finale sia sempre leggermente inferiore alla pressione atmosferica per evitare che il gas possa fuoriuscire liberamente nell'atmosfera durante il funzionamento del motore.

Dal regolatore secondario il carburante passerà nel carburatore dove verrà miscelato con l'aria che verrà aspirata nel condotto di aspirazione.