Dünyadaki petrol
rezervleri aşırı kullanım sonucu tükenmektedir.Buna bağlı olarak hava kirliliği
hızla artmaktadır. Yakıt tüketimine bağlı olarak egzoz emisyonlarının artması,
araştırmacıları çevreye zarar vermeyen alternatif yakıt arayışlarına
yöneltmiştir.
Günümüzde
şehirlerin artan hava kirliliği, tüm gelişmiş ülkelerin önemli sorunlarından
birisi durumuna gelmiştir.Bu kirlenmede, şehir içi ulaşımında kullanılan
taşıtları çıkardıkları zararlı egzoz emisyonlarının önemli bir payı bulunmakta,
bu yüzden bir çok ülkede temiz ulaşımın sağlanması için yaygın destek
programları uygulanmakta ve daha temiz yanan alternatif yakıt arayışları
sürdürülmektedir. LPG, karışımının oluşturulması, dağıtımı ve yanma kontrolü
kolay olan ideal bir yakıt olarak bilinir.LPG, karmaşık ve pahalı ekipmanlar
gerekmeksizin oldukça temiz yanan bir yakıttır.
NOx ve Partikül
Madde emisyonlarının (PM) ciddi bir şekilde artmasından dolayı ve özellikle ağır
hizmet tipi araçlarda bilim adamları değişik alternatif yakıtlar üzerinde
çalışmaktadır.Bunlardan ise su anda piyasadaki alternatif yakıtlar arasındaki
LPG (Liquefied Petroleun Gaz-sıvılaştırılmış petrol gazı) ve CNG (Compressed
NaturalGaz-Sıkıştırılmış doğal gaz) kullanımı çok geniştir.Bu gazların
moleküller ağırlığının düşük olmasından dolayı buhar basıncının yüksek olması
hava/yakıt karışımının homojen olması gazın önceden karışması kolayca
sağlanabilir. Sonuç olarak bir diesel motoru ile karşılaştırıldığında, is ve
karbondioksit de önemli bir azalma meydana gelir.
Tüm dünyada ve
Türkiye‘de LPG’nin çevreyi olumlu yönde etkilemesi ve ekonomik sebepler otomotiv
sektöründe kullanımını hızla artırmıstır.Bir çok hükümet yukarıda belirtilen
nedenleri dikkate alarak uyguladıkları enerji politikaları ve Lpg yi destekleyen
ve mali teşviklerle, bu alternatif yakıtı kullanıma sokmuşlardır.1990 yılında,
dünya genelinde LPG tüketimi 134, 6 milyon ton olarak gerçekleşirken %73, 3
enerji üretiminde, %19, 5 petro kimya endüstrisinde ve %7, 2 si (9650000 ton)
otomotiv endüstrisinde kullanılmıştır.
Motorin ve benzin
dışındaki tüm yakıtlar altenatif yakıtlar olarak değerlendirmektedir. Kaliteli
ve ucuz petrol ürünü sıvı yakıt teminindeki güçlüklerde otomotiv imalat ve
kullanıcılarını üretimi giderek artan gaz yakıtları kullanmaya
zorlamaktadır.
Artan motorlu
taşıt sayısına paralel olarak hava kirliliğinin artması, araştırmacıları çevreye
zarar vermeyen alternatif yakıtların arayışına itmiştir.Dünyanın bir çok
ülkesinde LPG alternatif yakıt olarak kullanılmaktadır.Gaz yakıtlar
yoğunluklarının düşük olması nedeni ile sıkıştırılarak sıvı halde
depolanabilmektedir.Bu özelliklerinden dolayı motorlu taşıtlarda alternatif
yakıt olarak tercih edilmektedirler.Ülkemizde son yıllarda LPG ile çalışan
otomobiller yaygınlaşmıştır.
Günümüzde,
ekonomik olması ve kolay bulunabilmesi nedeni ile petrol ürünleri, ulaşım
alanında tercih edilen ve kullanılan enerji kaynağıdır.Petrol kaynaklarının
yavaş yavaş tükenmeye başlaması nedeni ile alternatif enerji kaynaklarının
araştırmasına hız verilmiştir.Ancak bugüne kadar denenen bir çok alternatif
enerji kaynağı pahalı olması nedeni ile de petrolün yerini
alamamıştır.Günümüzde;motorlu araçlarda kullanılan mevcut yakıtın kalitesinin
iyileştirilmesi yada doğal gaz (CNG) sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) gibi
alternatif yakıtlarıyla elektrik veya güneş enerjisi vb. kullanıldığı yeni araç
teknolojileri için otomotiv sektörü çalışmalarını hızlı bir şekilde
sürdürmektedir. Bu çalışmalarda zorlayıcı etken; kullanılan yakıt rezervlerinin
azalması, fiyatların yüksek olması, çevre kirliliğinin azaltılması veya
önlenmesi, üretici firma sayısının ve ürün çeşitliliğinin artması ile malzeme,
imalat, enerji vb. mühendisliğin her dalında teknolojinin hızla ilerlemesi
önemli olmuştur.
LPG, ham petrol rafinasyonu prosesinin yan ürünü
olarak üretilmektedir. Son zamanlarda LPG çoğunlukla doğal gazın yan ürünü
olarak üretilmekte ve dünyada üretilen LPG’nin %60’nı oluşturmaktadır. Bu
çalışmada, LPG’nin motorlu taşıtlarda kullanılışı ve yararlarının incelenmesi
amaçlanmıştır.
GAZLI (LPG) SİSTEM
İlk olarak Amerika Birleşik Devletlerinde San Diago Gas-Electric Company tarafından denenen sıvılaştırılmış petrol gazı ile motorların çalıştırılması, otomotiv endüstrisinde son derece faydalı bir uygulama olarak kabul edilmektedir. Uzmanların bu yakıta, yer yüzünde rezervinin çok fazla olması nedeni ile, büyük ümitler bağladıkları bilinmektedir.
Chicago’da düzenlenen uluslar arası bir toplantıda 1980 yılı başlarında her türlü motorlu araçta, her gün 80 milyar litre sıvılaştırılmış gaz kullanılabileceği hesaplanmıştır. Amerika’dan başka, bir çok ülkede de denemeler yapılmaktadır. En son olarak 1975 Eylülünde Rusya’da sıvılaştırılmış petrol gazı ile çalışan ilk araç piyasaya çıkarılmıştır. Sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG) petroldeki en hafif hidrokarbonlardan oluşur.Normal hava koşullarında gaz, basınç altında ise sıvı haline dönüşürler. Kuyularda petrol çıkarılken veya rafinelerde petrol işlenirken yan ürün olarak elde edilirler. Ayrıca yer altındaki doğal gaz yataklarından da çıkarılır.
Bu gazlara basınç uygulandığında hacimleri 230-267 misli küçülür. Örneğin, 267 metreküplük gaz sıvılaştırıldığında 1 metreküplük bir hacme sığar. Evlerde ısıtma ve mutfak işlerinde kullanılan bu gazların adları metan, etan, propan ve bütan dır. Bunlardan şimdilik motor yakıtı olarak bütan ve propandan faydalanılmaktadır. Sıvılaştırılmış gazların motorlarda kullanımı, işleyişte büyük bir değişikliği gerektirmez. Farklı elemanlara, özel bir karbüratör, basınç azaltıcı regülatör, solenoid valfler vb. oluşur.
LPG NEDİR?
LPG Propan ve Butan gazlarının jenerik ismidir. Petrol ve gaz endüstrisinde üretilen hidrokarbon ürünleridir. Propan gazı üç karbon atomu içerir (C3H8).
Bütan gazı ise dört karbon atomu, ana n - ve izo-bütan içerir (C4H10).
Bütan Gazı
Hafifçe sıkıştırıldığında, atmosferik sıcaklıkta sıvı hale ve bu basıncın kaldırılması ile tekrara gaz haline geçebilir. Taşıma açısından bu özellik LPG için büyük bir avantaj sağlamaktadır.
LPG, 7 barlık bir basınç altında sıvı hale getirilmiştir, bundan dolayı küçük bir alanda büyük miktarda enerji depolanabilmektedir. Dünyadaki LPG üretiminin % 60 kadarı doğal gazın ayrıştırılması ile, % 40 kadarı rafineri çalışmaları ile elde edilmektedir. Uzun süreli üretimi ise benzin ve dizel kadar güvence altındadır, hatta önümüzdeki 50 yıl boyunca kaynaklar üretim için yeterlidir. İngiltere'de şu an yıllık tüketim toplam 4.000 ton kadar iken, yıllık üretim 4.000.000 ton kadardır.
GAZ YAKITLAR
Motorlu taşıtların artmasına paralel olarak petrol ürünlü yakıtlara bağımlılığın artması doğada saf olarak bulunan alternatif yakıtları kullanmaya zorlamıştır. Kullanılan alternatif yakıtlardan bir bölümü gaz yakıtlardır. Motorlu taşıtlarda kullanılan gaz yakıtlar, yapı ve özellik bakımından iki halde bulunurlar.Bunlar ise;
* Sıvılaştırılmış Gazlar,
* Daimi Gazlar.
Sıvılaştırılmış Gazlar;belirli basınç ve sıcaklıkta gaz halinden sıvı haline veya sıvı halden gaz haline dönüşebilen gazlardır.
Daimi Gazlar; çok yüksek basınç altında bile sıvı hale geçmeyen daima gaz fazında bulunan gazlardır.Doğal gaz, metan gazı, hava gazı depolanarak kullanılması için yüksek maliyetler gerekmektedir. Sıvılaştırılmış ve daimi gazlara ait karşılaştırmalı özellikler aşağıdaki çizelgede verilmiştir.
Dizel ve benzin yakıtının LPG’ye göre emisyon değerlerindeki fazlalık.
LPG (Sıvılaştırılmış Petrol Gazı)’nın ÖZELLİKLERİ
Bütan ve propanın belirleyici temel özelliklerinden biri buharlaşma basıncıdır, yani sıvının kapalı hacimdeki buhar ile dengede olduğu basınçtır.
LPG’ nin yüksek ısıl değerlere sahip olması önemli bir avantajdır. Ancak daha dikkatli kullanmayı gerektiren bir faktördür. Şekil ... te propan ve bütan karışımının sıcaklığa bağlı basınç eğrisi görülmektedir. Örneğin bütanın 0 oC’ deki buhar basıncı 0, 0005 bar ve 15oC’de 0, 8 bardır. Propanın 0 oC sıcaklıktaki buhar basıncı ise 4 bardır. Yazın aynı sıcaklıkta bütan karışım oranlarının değişmesi basınç üzerinde belirgin farklılıklara neden olur.
Sıvılaştırılmış petrol gazının benzine göre farklı özellikleri vardır. Bütan ve propan arasındaki ayırıcı özelliklerden biri kaynama noktasıdır, yani sıvı fazdan gaz faza geçtikleri derecedir. Propanın –42 oC’ de gaz faza geçmesi durup, sıvı fazda kalırken, bütan 0 oC’ de kaynar. Özellikle soğuk havalarda daha yüksek oranlarda propan gerektiren karışımların gereksinimi ortaya çıkar, böylece gaz fazına dönüşüm kolaylaştırılır. Ülkemizde hava sıcaklığı bölgeden bölgeye değişeceğinden, taşıtlarda kullanılan LPG de % 30 propan, %70 bütan vardır, böylelikle tüm koşullar için uygun karışım sağlamış olur.
Soğuk iklimli bölgelerde kullanılan LPG’ nın içerisindeki propan oranının arttırılarak sıvı fazdan gaz faza geçiş kolaylaştırılmalıdır. Avrupa ülkelerinde otomobillerde kullanılan LPG’ nın propan ve bütan karışım oranları Çizelge ... te verilmiştir. LPG’ ye basınç uygulandığında toplam hacim içerisindeki bütan ve propan yüzdelerine dağlı olarak 1/230 ile 1/267 oranında küçülür. Bu demek oluyor ki 267 m3 LPG sıkıştırıldığında sıvı olarak 1 m3’ lük bir hacme sığar.
(Şekil 1) Avrupa ülkelerindeki yaz ve kış mevsimlerinde LPG içerisindeki propan ve bütan oranları
Sıvılaştırılmış petrol gazının bir özelliği de yağ boyayı eritebilmesidir. Ayrıca doğal lastiği deforme eder. Bu nedenle motorlu araçlarda kullanılan LPG iletim boruları uygun kalitede sentetik malzemeden yapılmaktadır. Yakıt tankı ile regülatör arasında yer alan basınç altındaki LPG hatları için özel bakır veya çelik boru kullanılmaktadır.
LPG karışımını oluşturan propan ve bütanın bazı özelliklerinin benzinle karşılaştırılması çizelge de verilmiştir.
(Şekil 2) Benzin propan ve bütanın bazı fiziksel özellikleri
LPG’nin diğer özellikleri ise;
- LPG’ nin havadan ağır olmasından dolayı zemine çökerek ortama yayılma ve havasızlıktan boğulmaya neden olmaktadır.
- Parlayıcı ve patlayıcı bir gazdır.
- Buhar basıncı yüksektir.
- Korozif değildir.
- Bileşiminde az miktarda kükürt ihtiva etmektedir (20-100 mgr/m3)
- İçten yanmalı motorlarda silindir içinde daha homojen bir yakıt/hava karışımı sağlamaktadır
- Atmosferik basınçta propan –43 oC sıcaklıkta sıvı fazda bulunmaktadır.
- Sıvılaştırılmış petrol gazının kısa sürede ve az miktarda solunması halinde insanlarda zehirlenme belirtisi göstermez. Havada % 10 nispetinde LPG bulunan ortamdaki havanın 2 dakika solunması halinde baş dönmesi meydana gelebilir.
- LPG için yanabilirlik sınırları %2, 4 den %9, 5’ e kadardır. Yani %9, 5 LPG ile %90, 3 havanın karışmasıyla yanma oluşacaktır. Buna yanabilirliğin üst sınırı denir. Yanabilirliğin alt sınırı ise %97, 6 hava ile %2, 4 LPG karışımından oluşmaktadır.
LPG’NİN AVANTAJ VE DEZAVANTAJLARI:
LPG yakıtının avantajları
- Daha verimli yanma,
- Emme manifolduna tamamen buharlaşmış olarak girdiği için motor yağı seyrelmez ve ömrü uzun olur,
- Yanma odasında daha az aryık maddeler meydana gelir,
- Yangın anında LPG tankının yangına dayanma süresi diğerlerine göre daha uzundur,
- Gaz fazında hava ile daha iyi karışma sonucu iyi bir yanma gerçekleşir,
- Daha ucuz yakıt
- Dizel ve benzin yakıtına göre egzoz emisyonu daha az kirleticidir,
- Motor daha az aşınmaktadır.
LPG yakıtının dezavantajları ise aşağıdaki gibidir:
- Basınç altında depo edildiğinden dağıtım ve depolaması zordur
- Yakıt tankının çok ağır olması nedeni ile yer gereksinimi fazladır,
- LPG’ nin doldurulması veya çalışma sırasında taşıtın kokması vb. sorunlar vardır.
LPG’NİN TAM VE TEORİK YANMA DENKLEMLERİ
Yanma süreçlerinin büyük bir bölümünde gerekli olan oksijen atmosferdeki havadan sağlanmaktadır.Atmosfer havası hacimsel olarak %78, 09 Azot, %20, 95 Oksijen, %0, 93 Argon ve %0, 03 Karbondioksitten meydana gelmektedir. Yanma süreçleri incelenirken karbondioksit ve argon gazları göz önüne alınmaz ve havanın hacimsel olarak %79 Azot ve%21 oksijenden oluştuğu varsayılır. Bu bileşimde olan havanın molekül ağırlığı 28, 851’dir ve içerisinde bir mol oksijene karşılık 3, 76 mol azot bulunmaktadır.
Propan, bütan ve hacimsel olarak %50 propan ve %50 bütandan oluşan LPG karışımın yanma eşitlikleri aşağıda verilmiştir.
Propanın yanma eşitliği;
C3H8+5O2+18.80N2à3CO2+4H2O+18.80N2 biçimindedir.
Burada kimyasal olarak doğru oranda (Teorik tam yanma için) hava kullanılmıştır.
Reaksiyon hava (a) /yakıt (f) mol oranı;
A/f = 5+18, 80/1 = 23, 80/1 k mol hava / k mol yakıt,
Ağırlık oranı ise;
A/f = 3*32+18, 80*28/3*12+8*1 = 15, 6/1 kg hava / kg yakıt olmaktadır.
Bütanın yanma eşitliği;
C4H10+6, 5O2+24, 44N2à 4CO2+5H2O+24, 44N2
Reaksiyonun hava / yakıt mol oran;
A/f = 6, 5+24, 44/1 = 30, 94/1 k mol hava /kmol yakıt,
Ağırlık oranı ise;
A/f = 6, 5*32+24, 44*28/4*12+10*1 = 15, 38/1 kg hava /kg yakıttır.
Bu durumda, %50 propan ve%50 bütandan oluşan Propan-Bütan karışımının yanma eşitliği;
(0, 50C3H8+0, 50C4H10)+5, 75O2+21, 62N2à 3, 5CO2+4, 5H2O+21, 62N2 biçiminde olacaktır. Benzer şekilde Propan-Bütan karışımı için reaksiyonun hava / yakıt mol oranı;
A/f = 23, 80+30, 94/2 = 27, 37/1 kmol hava / kmol yakıt,
Ağırlık oranı ise;
A /f = 15, 6+15, 38/2 = 15, 49/1 kg hava / kg yakıt olarak hesap edilmektedir.
SAĞLIK VE LPG
Sağlık istatistikleri her yıl binlerce insanın partiküller nedeniyle öldüğünü, binlerce insanın hastalandığını ve işgücü kaybına neden olduğunu söylemektedir. Bu partiküllerin ana kaynağı ise trafikteki araçlardır, ve LPG bu artık maddeleri % 90 oranında azaltabilmektedir. Diğer bir büyük probleme yol açan ve kesinlikle önlenmesi gereken petrol yakıtı artık maddesi ise Nitrojen Oksitleridir ki, bu da LPG kullanımı ile azaltılabilmektedir. Gürültü kirliliği ise trafik ile iç içe olan yaşamımızın diğer bir dezavantıjıdır. LPG kullanımı, benzinli ve dizel araçlarda motor sesini % 50 azaltmaktadır.
ÇEVRE DOSTU LPG
Benzin ile kıyaslandığında;
* % 75 daha az Karbon Monoksit
* % 85 daha az Hidrokarbonlar
* % 40 daha az Nitrojen Oksitleri
* % 87 daha az Ozon
Motorin ile kıyaslandığında;
* % 90 daha az Partiküller, Hidrokarbonlar ve Karbon Monoksit
* % 50 daha az Nitrojen Oksitleri atmosfere yayılır.
(Millbrook 1997/1998 testlerinden alınmıştır.)
LPG SİSTEMİ NASIL ÇALIŞIR?
İngilizce Liquedfied Petroleum Gases (sıvılaştırılmış petrol gazı) kelimelerin kısaltması olan LPG düşük fiyatı nedeniyle son yıllarda benzine alternatif olarak otomobillerde de kullanılmaya başlandı.
Tank basıncındaki sıvı gaz LPG valfini geçerek iki kademeli basınç düşürücüsüne gelir.Burada gaz haline dönüşen LPG 0.5, 0.6 bar basınca düşmekte ve bu basınçla karbüratöre gitmektedir.Günümüzde mekanik enjeksiyonlu veya elektronik enjeksiyonlu otomobillere de LPG kiti takılabilmektedir.LPG' ye dönüştürülmüş bir aracın performansındaki kayıp yüzde 2 dolaylarındadır.LPG kullanımı çevre sağlığı açısından düşünüldüğünde, benzine göre hidrokarbon oranında yüzde 55, karbondioksit oranındaysa yüzde 95'lik bir azalma sağlar.
ARAÇLARDA LPG KULLANIMI
- LPG (Sıvılaştırılmış Petrol Gazı) Bütan ve Propan gazlarının basınç altında sıvılaştırılarak belli oranlarda karışımı ile elde edilen, yanıcı bir petrol türevidir.
- Cari fiyatlarla süper benzinden yaklaşık üçte bir daha ucuzdur.
- Tüm Türkiye’ye yayılmış dolum istasyonlarından sağlanabilir.
- Stepne yada silindirik formda yapılmış, 40...90 litre hacminde, gövdesi en az 45 ile 105 bar arasında test edilmiş 4.5 mm kalınlığında birleşim kaynakları röntgen filmi ile test edilmiş ECE-R 67 ve TSE standartlarında depolar kullanılmaktadır.
- Tam dolu (otomatik dolum kesme sistemi ile bir deponun en çok %80’i doldurulabilir.) bir tank’ın +20 oC sıcaklıktaki depo iç basıncı yaklaşık 4, 5 atmosferdir. Bu, depo test basıncının sadece %10’udur.
- Herhangi bir nedenle depodan aşırı bir LPG akışı olduğunda (bakır borunun kopması vb.) repoya monte edilen kaçak akım valfi, depo çıkışında gaz akışını otomatik olarak keser.
- LPG, benzinde bulunan ve yanma sonucu oluşan atıkları içermediğinden motorda is, kurum vs. Oluşmaz. Bu nedenle motorun, bujilerin ve motor yağının kullanım süreleri artar, temiz yanma özelliği sayesinde hava kirliliği yaratmaz.
- LPG dönüşümü yapılmış olan bir aracın benzin sisteminde hiçbir değişiklik olmaz. Bu nedenle araç şehir halindeyken bile benzine, yada benzinden gaza tek bir düğme (komitatör) ile geçilebilir. İstenilmesi durumunda tek bir valf’ in kapatılması ile LPG sistemi tamamen devre dışı bırakılabilir.
- LPG kullanan bir aracın, benzinli bir araca göre motor yağı ve buji değiştirme süreleri daha uzundur. Temiz yanma özelliği nedeniyle motor ömrünü olumlu etkilemektedir. Yakıt tasarrufu yanında bunlarda ayrı bir ekonomi sağlar.
- LPG yakıt kullanan bir aracın nominal gücündeki azalma en çok %2-3 arasındadır. Bu, hacimsel olarak kalorifik değerinin benzine göre düşük olmasından kaynaklanır. İhmal edilebilir. Bu dezavantajına karşılık sahip olduğu %10 oktan fazlalığı sayesinde motor vuruntusunu (detonasyon) yapmaması önemli bir avantaj oluşturmaktadır.
- Sistem, komplike olmadığı ve çok sayıda parça içermediği için sıklıkla bakım gerektirmez.
LPG MONTAJINDAN EVVEL ARAÇTA YAPILACAK BAKIMDA DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR
Araçlara Lpg montajı yapılmadan evvel araçtan maksimum verimi alabilmek için montajdan evvel aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir.
- Aracın ateşleme sisteminin bakımı
Bujiler, platin, buji kabloları, ateşleme bobini, distribütör kapağı ve kontak çıkış uçlarının bakımı ve kontrollerinin yapılması,
- Genel Motor Bakımı
Supap ayarlarının yapılması,
Hava filtresi temizliği, gerekiyorsa değişimi,
Benzin hortumlarının değiştirilmesi (LPG montajından itibaren yılda bir sefer değişecek),
- Egzoz ve Emisyon Bakımı
Egzoz borularında ve susturucuda olası bir patlak yada sacdaki çürümelerin LPG montajından sonra onarımı riskli ve tehlikeli olması nedeniyle mümkün olduğunca olası arızaların montajdan evvel kontrolünün ve bakımının gereği halinde değişiminin yapılması,
LPG KULLANIMINDA DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR
1. LPG alternatif oto yakıt sistemi ile donatılmış araçlara takviye gerektiğinde, elektrik aksamında arızaya meydan vermemek için aracın voltaj değerini dikkate almalıdır.
2. LPG ile donatılmış araçların kapalı yerlerde park edilmesi yasaktır.
3. LPG ile çalışan ortamlarda yangın söndürme tüpünün bulundurulması elzemdir. LPG`nin etrafında kıvılcım veya alev ile yanmaya yol açacak kaynakların kullanılmaması veya kontrollü kullanılması gerekmektedir.Araçlarda ekzoz tamirine başlanmadan önce araç benzin ile yaklaşık iki saat çalıştırılmalıdır.
4. LPG gazı solunduğu takdirde soluyan kişinin en kısa sürede açık havaya çıkarılıp fazla hareket ettirmeden başı geriye doğru vaziyette yatırılması ve uzman hekime derhal haber verilmesi gerekmektedir.
5. LPG normal şartlarda gaz halinde bulunur. Sıvı halden gaz haline geçerken dışarıdan ısı çektiği için temas ettiği yüzeylerde donma etkisi yapar. Gazın teması halinde temas yüzeyi 15 oC sıcaklığında su ile en az 15 dakika yıkanmalıdır. Göze temas halinde 15 oC sıcaklığında su ile hekim gelene kadar yıkanmalıdır.
6. LPG gazı havadan ağır olduğundan kaçak durumlarında yere çöker kaçak oluştuğunda bu gazın ortamdan uzaklaştırılması için zemin su ile yıkanarak süpürülmesi gerekmektedir.
LPG DÖNÜŞÜM SİSTEMLERİ VE ELEMANLARI
Otto çevrimine göre çalışan benzinli motorların aynı zamanda LPG ile çalışmasını sağlayacak dönüşüm sistemleri, birinci, ikinci ve üçüncü nesil dönüşüm sistemleri olmak üzere üç grupta sınıflanmıştır.
1. Birinci kuşak sistemler
Birinci nesil LPG dönüşüm sistemleri en basit olan sistemlerdir. Bu sistemlerde açık devreli LPG donanımı kullanılmaktadır. Yakıt deposundan sıvı halde alınan yakıt, bir regülatör ve buharlaştırıcı yardımıyla emme manifoldunda yer alan bir gaz karıştırıcıya gönderilerek hava ile karıştırıldıktan sonra silindirlere yollanmaktadır. Bu sistem karbüratörlü motorların dönüşümünde kullanılmaktadır. Birinci nesil LPG sistemleri regülatörün diyaframı ayarlamak için aldığı sinyale göre vakumlu veya elektronik olarak ikiye ayrılmaktadır.
2. İkinci kuşak sistemler
İkinci nesil LPG dönüşüm sistemleri kapalı devreli LPG donanımı kullanılır. Kapalı devre sistemlerinde egzoz gazı içinde bulunan oksijen miktarı ölçülerek, elektronik kontrol ünitesi yardımıyla yakıt miktarı regülatörde uygun şekilde düzeltilmektedir. Böylece hava fazlalık katsayısı stokiometrik değerde tutabilmekte ve egzoz sisteminde katalitik konvertör yardımıyla düşürülen emisyon şartları sağlanabilmektedir. Orijinalinde yakıt enjeksiyon sistemi bulunan taşıtlara uygulanan bu dönüşüm sisteminde ek olarak bir lamda (l) sensörü, devir sayısı, gaz kelebeği konumu, motor sıcaklığı gibi motor parametrelerini değerlendiren bir elektronik kontrol ünitesi ve gaz debisini değiştiren bir debi ayar valfi bulunmaktadır.
3. Üçüncü nesil LPG dönüşüm sistemler
Halen pek yaygın olarak kullanılmayan üçüncü nesil sıvı LPG püskürtmeli sistemler de bulunmaktadır. Bu sistem çok notadan benzin püskürtme sistemine benzemektedir. Bu sistemdeki sıvı haldeki LPG emme supapı üzerine püskürtüldüğü için yakıtın büyük bir miktarı silindire sıvı halde girmektedir. Birinci ve ikinci nesil dönüşüm sistemi uygulanmış araçlarda LPG’ nin gaz halde silindire girmesinden dolayı volumetrik verimdeki kayıplar neticesinde güçteki % 2-5 oranındaki azalma üçüncü nesil LPG dönüşüm sistemlerinde görülmemektedir.
LPG YAKIT DÖNÜŞÜM SİSTEMİNİN ELEMANLARI
Sıvılaştırılmış petrol gazı kullanmak için kullanılan dönüşüm sisteminde bulunan ana elemanlar şunlardır.
1. LPG deposu
2. Multivalf (çokluvalf)
3. LPG selonoid valfi
4. Benzin selonoid valfi
5. LPG-Benzin yakıt seçme anahtarı
6. LPG buharlaştırıcı (regülatör, basınç düşürücü, vaporizer)
7. Karıştırıcı (mikser)
8. Gaz sızdırmaz multivalf koruyucu kapağı
9. LPG Dolum ucu
10. Gaz ayar vanası
11. İletim elemanları
(Şekil 3) LPG sistem elemanları ve araç üzerindeki yerleri
1. LPG TANKI
LPG deposu maksimum 115 atmosfer basınçta ve dış etkilere mukavemetli yapılmış basınçlı kaptır. LPG tankı sistemin en büyük parçası olup, aracın arka bölümüne bagajın bir kısmına ya da yedek lastik bölmesine yerleştirilmektedir. LPG tankları silindirik ve tirodal tipinde (stepne) olmak üzere iki çeşittir. (Şekil 4-5)
(Şekil 4) Silindirik tank
(Şekil 5) Toradial tank
Bunlar da kendi aralarında ikiye ayrılırlar: A tipi tanklar, B tipi tanlar. A tipi tanklar 17 atmosfer işletme basıncında çalışırlar, 30 atmosfer işletme basıncında test edilirler. B tipi tanklar 17 atmosfer işletme basıncında çalışırlar, 45 atmosfer test basın ile test edilirler. Depoların muayeneleri sırasında depolarda şişme, sızıntı, akma, veya esneme belirtileri olmamalıdır. LPG depoları TS ve Avrupa standartlarına uygun olarak üretilmelidirler. Her 100 depoluk üretim partisinden rasgele seçilen bir tanesi teste tabi tutulur. LPG tankları 10 yıldan fazla kullanılamaz ve 10 yılını dolduran depolar yenisi ile değiştirilir. LPG depoları taşıtlara uygun şekilde farklı uzunluk ve çapta üretilmektedir.
(Şekil 6) LPG tankı montajı
LPG depoları, sıvı LPG ile % 100 oranda doldurulmamalıdır. Depo tamamen sıvı LPG ile doldurulduğunda basınç çok yüksek değerlere ulaşabilir. Sıvı haldeki LPG ‘nin hacimsel genleşme katsayısı oldukça yüksektir. Deponun sıvı LPG ile doldurulması sırasında depo kapasitesinin % 80 ‘ini aşmaması gerekmededir. Depo üzerende bulunan multivalf depo kapasitesinin % 80’i geçtiğinde dolumu kesmelidir. Her zaman depo içerisinde % 20 genleşme payı kalmalıdır. Ayrıca unutulmamalıdır ki depo tamamen doldurulmuşsa bile bu patlayacağı anlamına gelmez. Çelik cidarlar, patlama noktasına ulaşıncaya kadar büyük bir gerilme yeteneğine sahiptir.
LPG deposu, binek taşıtlarda bagaja yerleştirilirler. Depolar kolayca sökülemeyecek şekilde montaj edilmelidir. Montajda dikkat edilmesi gereken diğer bir nokta ise, multivalfın tank üzerine monte edilmesidir. Multivalf üzerindeki göstergenin ve diğer elemanların yatay konuma paralel olması sağlandıktan sonra, depo kayışı gerdirilerek sabitlenir. Yatay konumda monte edilmeyen bir tank multivalf üzerinde bulunan gaz emme borusundan gazı ya hiç emmez yada emme borusu tankın dibine vuracağından LPG içinde bulunabilecek yabancı maddelerin emilmesine neden olabilir.
Güvenlik açısından, LPG deposu aracın en önemli elemanıdır. LPG tankları genellikle 3-4 mm kalınlıkta imal edilirler, malzemeye mümkün en yüksek uzanma miktarı verilmiştir, dolayısıyla bir çarpışma sonucunda depo deforme olsa bile çatlakların oluşması söz konusu değildir. LPG tanklarının tehlikeli olduğu yönünde günümüzde yaygın olan önyargı bir kenara bırakılmalıdır. Aslında LPG tankının “araçtaki bomba” olduğu değil, araçtaki “ikinci tampon olduğu” sloganı geçerlidir. Şekil...’da LPG tankının güvenliği testinde 40 km/h hızla giden bir aracın çarpmasıyla ezilen LPG tankı bir tampon gibi işlevi görmüştür.
(Şekil 7) LPG tankı güvenlik testi
2. MULTİVALF (Çokluvalf)
Multivalf, LPG tankı üzerine bağlanan ve tank içerisinde LPG nin seviyesini, tanka LPG giriş-çıkışını kontrol eden çok amaçlı bir valftir.
(Şekil 8) Multivalf
(Şekil 9) Multivalfin LPG deposundaki ön görünüşü.
Multivalfler kendi aralarında A ve B tipi olmak üzere ikiye ayrılırlar: A tipi multivalflerde 25 atmosferik tahliye valfi bulunur. B tipi multivalflerde tahliye valfi bulunmaz.
Multivalfler aşağıdaki fonksiyonları yerine getiren bir mekanik yapıdan oluşur.
Doldurma: yakıt alma sırasında, yakıt pompasından geçen LPG multivalftden geçer iyi bir multivalf, uzun bir dolum süresini önlemek için LPG’nin geçişine fazla direnç göstermemelidir.
Dolum limiti: Mevcut standartlar ve güvenlik nedeniyle, depo kapasitesinin % 80‘nin den fazla doldurulmamalıdır. Kalan % 20’lik bölüm LPG buharıyla doludur. Böylece sıcaklıktaki bir artışla birlikte tank içindeki sıvının genleşerek bütün hacmi doldurmaması sağlanır. Dolum işlemini doğru noktada kesebilmek için, multivalf’e bağlı bulunan şamandıra maksimum seviyeye ulaşıldığında LPG akışını kesebilecek şekilde donatılmıştır.
Seviyeölçer: Tank içerisindeki LPG’ nin seviye ölçme işlemi iki mıknatısla yapılmaktadır. Bu mıknatıslardan biri tankın içinde olup, şamandıraya bağlı cihazlarla birleşiktir, ikincisi ise deponun dışında olup göstergeye bağlıdır. Gösterge kadranı genellikle dörde ayrılmıştır ve bir bölmede rezerv için mevcuttur. LPG seviyesinin kolay okunması ve şoför mailinde görülebilmesi için, multivalf uygun elektronik dönüştürücülere bağlanabilir. Bu dönüştürücüler, yakıt seviyesini sürücüye uyarı ışıkları veya başka analog sistemler aracılığıyla gösterir.
LPG Emme İşlemi: deponun dibine doğru dönük bir emme borusu sayesinde multivalf sıvı LPG emilmesini sağlar. Her durumda multivalf motorun ihtiyaç duyacağı maksimum sıvı değerlerinin geçişine, aşırı yük kaybına neden olmadan, olanak sağlayacak geçiş bölümlerine sahip olmalıdır.
Kesme: Multivalfin üzerinde emme ve doldurma borularını bloke etmeye yarayan iki adet vana vardır. Bunlar genel olarak açık konumdadır; ancak bakım işlemi sırasında ya da kaza vb. durumlarda kapatılabilir. Multivalfe erişim güç olduğunda, emme borusu kolayca kapata bilmek için bir kumanda sistemi monte edilmiştir.
Aşırı Akım: Multivalfin içinde ve LPG emme borusu üzerine yerleştirilen “aşırı akım valfi”belirli bir kalibrasyon değerinin üzerine çıkıldığında akışı durdurmaya yarar. Aşırı akım vanası bir kaza sonucu motora giden LPG borusu kırılacak olursa gaz kaçaklarını durdurur.
3. LPG SELONOİD VALFİ
LPG deposu ve buharlaştırıcı arasına monte edilmiş elektro manyetik kumandalı bir valftir. Bu valfin görevi, motor çalışmadığı veya motor benzin ile çalıştırıldığında LPG akışını kesmektir.
(Şekil 10) (a) LPG selonoid valfi (b) Selonoid valfinin kesit görünüşü
Sıvı halde depodan gelen LPG selonoid valfin birikinti haznesine (dekontasyon odasına) girer. Buradan sıvı LPG filtreden geçerek gaz rezervinin bulunduğu kısma geçer ve buradan gaz geçiş kanalı vasıtasıyla selonoid valfin üst kısmına geçer. Araç benzin ile çalıştırıldığında itici çubuk aracılı ile LPG’ nin buharlaştırıcıya doğru akışı kesilir.
LPG selonoid valfinin güç kaybı 1 kg/cm2‘dir. Valf 130 kg/saat’ lik geçirme kabiliyetine sahiptir. Çalışma ortamı sıcaklığı –29 oC ile +90 oC arasındadır. LPG selonoid valfi, buharlaştırıcı üzerine monte edildiği gibi, buharlaştırıcıya en yakın noktadan aracın gövdesine monte edilir. Montajda valfin dik olarak monte edilmesine dikkat edilmelidir.
4. BENZİN SELONOİD VALF
Benzin otomatiği ve karbüratör arasına monte edilen elektromanyetik valftir .Bu valfin görevi, LPG ile çalışmada karbüratöre benzin akışını kesmektir.
(Şekil 11) (a) Benzin selonoid valfi (b) Benzin selonoid valfinin kesit görünüşü
Valf üzerinde açma kapamaya yarayan bir anahtar vardır. Kontak anahtarı açık olmadığında veya yakıt seçme anahtarı LPG pozisyonunda olduğu durumda, yay ile itilen valf benzin akışını keser. Yakıt seçme anahtarı benzin konumuna getirildiğinde bobinde elektromanyetik alan oluşur bu ğüç ile valfin açılması ve benzinin geçişi sağlanır.
Benzin selonoid valfi yalnız karbüratörlü araçlara monte edilir. Benzin selonoid valfi üzerindeki oklar benzin akış yönünü göstermektedir. Bu valfin üzerinde manuel bir kol vardır. Bu kol araç elektrik sisteminde herhangi bir arıza olduğu durumlarda sola çevrildiğinde sistemi devre dışı bırakarak, benzin otomatiğinden karbüratöre benzin akışını serbest bırakır.
5. SEVİYE GÖSTERGELİ YAKIT SEÇİCİ ANAHTAR
Yakıt seçme anahtarı sürücü tarafından motorun LPG ile veya benzinle çalışmasını sağlayacak seçenekleri ve yakıt seviyesini gösteren bir elektrik anahtarıdır. Aracın ateşleme sisteminden (endüksiyon bobininden) aldığı sinyale göre elektro valflere komut göndermektedir
Şoför mahalline yerleştirilmiştir. Üç konumlu olup, bunlar sırası ile 1.Benzin, 2. Bekleme, 3. LPG konumlarıdır. (şekil...) Anahtar benzin konumunda (1) iken kırmızı led lambası yanmakta ve benzin selonoid valfi açık, LPG selonoid valfi kapalı konumdadır. Yakıt seçici anahtar LPG konumunda (3) iken göstergenin yeşil led lambası yanmakta LPG selonoid valfi açık, benzin selonoid valfi kapalı konumdadır. Yakıt seçici anahtar orta bekleme konumda (2) iken benzinden LPG’ ye geçişte kullanılmaktadır. Bu bekleme konumunda iken hem LPG hem de benzin selonoid valfleri kapalı konumdadır.böylece her iki selonoid valf kapalı iken aracın karbüratöründeki benzinin tüketilmesi sağlanmakta ve motor durmak üzere iken anahtar sürücü tarafından LPG’ye geçirilmekte ve aracın LPG ile çalışması sağlanmaktadır.
(Şekil 12) Seviye göstergeli yakıt seçici anahtar
Elektronik yakıt seçici anahtarın bir diğer önemli görevi ise kontak anahtarı açıkken motor 5 saniye içinde çalışmazsa otomatik olarak LPG valfini kapatır.
Anahtar üzerinde LPG deposundaki yakıt seviyesini gösteren 5 adet led bulunmaktadır. Bunlardan bir tanesi kırmızı, diğerleri ise yeşil renktedir. Kırmızı led rezervde yakıt kaldığını gösterir (yaklaşık 5 litre) yeşil ledler ise depodaki LPG miktarını ¼ ve katları olarak gösterir.
6. LPG BUHARLAŞTIRICI (Regülatör)
Buharlaştırıcı yüksek basınçta gelen sıvı LPG’ yi motor soğutma suyunun sıcaklığını kullanarak gaz haline dönüştürür, motorun ihtiyacına göre LPG ayarlaması yapar.
Elektronik ve pnömatik (vakumlu) olmak üzere iki çeşidi vardır. Elektronik tiplerde buharlaştırıcıdan karbüratöre gaz akışı kontağın açılması ile sağlanır. Pnömatik tiplerde yani vakumlu regülatörlerde manifolt vakumundan faydalanılarak gaz akışı sağlanır.
(Şekil 13) Regülatörler
Buharlaştırıcı karbüratöre en yakın noktaya dikey posizyonda monte edilir.Elektronik tiplerde buharlaştırıcı bir kablo aracılığı ile yakıt seçme anahtarından komut alır.
7. KARIŞTIRICI (Mikser)
Karıştırıcı LPG ve hava, karışımını homojen bir şekilde sağlayan LPG dönüşüm sistemi parçasıdır.karıştırıcının görevi motorun bütün çalışma durumuna uygun emilen hava ile orantılı gaz vermeyi sağlamaktır.
Karbüratörlü motorlarda en sağlıklı ve en verimli karıştırıcı montajı noktası karbüratörün en üst noktasıdır.
Her motordaki farkı tipteki karbüratörler için farklı tipte karıştırıcılar vardır.
Bunlar iki grupta toplamak mümkündür.
1. Grup
a. Set üstü plaka karıştırıcılar
b. Plaka altı karıştırıcılar
2. Grup
a. Karışık sistemler
b. Çatallı sistemler
7.1.a Set üstü karıştırıcılar
Bu tip karıştırıcılar karbüratörün üstünde bulunan karıştırıcılardır. Hava filtresi ile karbüratör arasına monte edilirler.karıştırıcı karbüratöre vidalanabilir veya yay ile tutturulabilir gerekli olan montaj için uygun pozisyonu belirlemek ve hava filtresi gövdesine delik açmak ve LPG geçirmek yeterli olacaktır.
7.1.b Plaka altı karıştırıcılar
İki parçaya ayrıla bilen karbüratörlerde gaz kelebeğinin üzerine monte edilirler. Bu tip karıştırıcılar daha ince olup montajları uzun sürmesine rağmen bazı avantajları vardır. Bunlardan birincisi hava ile LPG’ nin daha iyi karışmasını salar ikincisi karbon monoksit gibi zararlı gazların emisyonu belirgin ölçüde azalır.
7.2.a Karışık sistemler
Bu tip karıştırıcı sistemler karbüratörü delen bir rekor olarak tarif edile bilir. Doğru uygulanırsa iyi sonuçlar verirler. Her tür karbüratör için uygun değildirler. Montajında uzmanlık gerektirir. Doğru monte edilemeyen karıştırıcılardan hem iyi sonuç alınmaz, hem de karbüratör deforme edilmiş olunur.
7.2.b Çatallı sistemler
Karışık sistemlere nazaran daha kolay bir çözümdür. Her türlü karbüratöre uygulanabilir. Karıştırıcı sistemin çalışabilmesi için kelebek valflerinin başlangıç konumlarının yeniden ayarlanması gerekir; aksi halde sistem çalışmaz.
8. GAZ SIZDIRMAZ MULTİVALF KORUYUCU KAPAĞI
Gaz sızdırmaz multivalf koruyucu kapağı, LPG sisteminin emniyet açısından çok önemli bir parçasıdır.
(Şekil 14) Multivalf koruyucu kapağı (gaz sızdırmaz muhafaza)
Gaz sızdırmaz koruyucu kapağı, çeşitli malzemelerden (ABS, alüminyum) üretilebilir. LPG tankına giriş-çıkış boruları ve çok amaçlı emniyet valfi bu sızdırmaz odacık içine konmuştur. Sızdırmaz odacıktan bagaj çıkışına iki hortum bağlantısı vardır. Tanka gaz giriş-çıkışını sağlayan borular bu hortumların içinden geçirilmektedir.
Gaz sızıntısı olduğu taktirde gaz kapanı ve hortumlar sayesinde bagaj dışına atılır. Gaz geçirmez kabın işlev görmesi dış ortamdan iyi bir yalıtımla sağlanır, hava dolaşımı ise aracın hareketi ile sağlanır.
Genelde kapak büyüteç görevini gören şeffaf malzemeden üretilir. Bunun nedeni; seviye ölçerlerin büyütülmüş olarak görülmesini sağlamaktır.
9. LPG DOLUM UCU
Dünya standartlarında imal edilmiş birçok çeşitli dolum ağızları vardır. Türkiye’de en yaygın kullanılan dolum ağzı İtalyan tipi olup özel pirinç alaşımdan yapılmıştır. Gaz dolum borusunun içinde kalan gazın sızdırılmaması için yayın önüne konulmuş bir bilya vasıtası ile gaz kaçakları önlenir. Dolum ağzını tozdan korumak için bir toz kapağı kullanılır
TS-12305’e göre dolum ağzı egzozdan en az 250 mm uzağa monte edilmelidir.
(Şekil 15) Dolum ucu ve aksesuarları
10. GAZ AYAR AVANSI
Motorun 3500 min –1 ve üstündeki devirlerde ihtiyacı olan LPG’ yi sağlamak amacı ile ayar vanasının tabandan yüksekliğini ayarlayan düz veya çatal bir aparattır. LPG regülatöründen miksere giden örgülü hortum arasına yerleştirilir. Genellikle plastik, alüminyum veya pirinç malzemeden yapılır.
Tabandan yükseldikçe gaz akışı artar, tabana yaklaştıkça gaz akışı azalır. Motorun ihtiyacı olan gaz miktarı bulunduğunda ayar vidası sabitlenir dolayısıyla motora en ideal gaz akışı sağlanmış olur.
Vanaların düz, çatallı, ve çok çatallı tipleri mevcuttur.
(Şekil 16) Gaz ayar vanaları
11.İLETİM ELEMANLARI
11.1 Bakır Borular
Bakır borunun görevi LPG deposundaki sıvı LPG’ yi LPG selenoid valfine oradan da buharlaştırıcıya iletmektir. Bakır boru mutlaka 45 bar basınca dayanıklı olmalıdır. Egzozdan en az 25 cm. uzaktan ve taşıtın altının yere sürtmesi sırasında zarar görmeyecek şekilde monte edilmesine dikkat edilmelidir.
(Şekil 17) Bakır boru, vent borusu ve kelepçe.
11.2 Hortumlar
Sistemde iki çeşit hortum kullanılmaktadır. Bunlar: çelik zırhlı örgülü LPG akış hortumu ve sıcağa basınca dayanıklı su hortumlarıdır.
Çelik zırhlı örgülü hortum buharlaştırıcı ile karıştırıcı arasındaki LPG akışını sağlar. Bu hortum hidrokarbon bileşiklerine 20-30 oC sıcaklığa ve yağlı malzemelere dayanıklı olmalıdır.
Sıcağa, basınca dayanıklı su hortumlarının görevi motor soğutma suyunu buharlaştırıcıya getirmek götürmektir. Kauçuk malzemeden yapılmıştır. 20-30 oC sıcaklığa ve en az 30 bar basınca dayana bilen mukavemette olmalıdır.
LPG dönüşümü yapıldıktan sonra sızdırmazlığa karşı dikkatli bir şekilde kontrol edilmelidir.
