Kapitel I. ÄNDRING AV MOTORER TILL GENGASDRIFT

FÖRGASARMOTORER

I den mån det finns tillgång till flytande bränsle är det fördelaktigt att ansluta en förgasare så att startmöjlighet erhålles på detta bränsle. Detta medför att i igångkörningen på gengas förenklas samtidigt som fordonet kan köras med släckt gasgenerator, t.ex. vid garagering. För ändamålet kan fordonets ordinarie förgasare utnyttjas.

Bild 1.1 visar anslutning av förgasare i röret mellan luftrenaren och gasblandare. Utrymmesbehovet är litet och montering enkel att utföra. Bränsleröret mellan tank och pump måste förses med avstängningskran, som skall vara stängd vid körning på gengas. Placeringen medför att förgasaren kommer att helt tömmas på bränsle när motorn går på gengas. Innan ny start på bränsle kan göras måste bränsle först pumpas upp till förgasaren och fylla denna. Starttiden på bränsle, efter körning på gengas, blir av denna anledning längre än med den ordinarie förgasarinstallationen, såvida bränsle inte redan fyllts i förgasaren genom att avstängningskranen på bränsleröret öppnats innan motorn stannats vid slutet av föregående körning.

Utförandet enligt bild 1.2 ger en bättre startberedskap på bränsle än med ovanstående arrangemang. Förgasaren är ansluten genom en extra rörförbindelse, som dragits från sekundärluftröret, före sekundärluftspjället, till röret mellan gasblandare och gasspjäll.

Som alternativ till detta kan förgasarröret anslutas på ömse sidor sekundärluftspjället. Utrymmesbehovet blir i allmänhet större med dessa utföranden och ett extra spjäll i förgasarröret måste anslutas. Bränsleavstängningskran erfordras enligt säkerhetsbestämmelserna även här, placerad mellan tank och pump.

För att motorn skall kunna startas på flytande bränsle måste i båda fallen avstängningsspjället mellan generator och renare vara stängt och kondensavloppen i gaskylaren tillslutna. I annat fall blir luftmängden genom förgasaren otillräcklig för att tillföra motorn bränslet. Vid användning av bakmonterad personbilsgenerator erhålles stabilare gång på bensin om ett extra spjäll installeras i gasledningen strax före gasblandaren. Spjället stänges vid bensindrift och eliminerar en ogynnsam inverkan på förgasarfunktionen, som den förhållandevis stora volymen i rörsystemet mellan avstängningsspjället före gasrenaren och gasblandaren kan ge. Med en anslutning enligt bild 1.1 skall sekundärluftspjället vara helt öppet när motorn går på bensin, medan i utförande enligt bild 1.2 skall ha stängt sekundärluftspjäll.

Rördimensionerna för anslutning av förgasaren blir beroende av dennas ordinarie anslutningsflänsar.

INLOPPSRÖR

En noggrannare avpassning kan göras genom prov av fordonet i praktisk drift med olika inställningar. Tändningen bör dock inte ställas så tidig att start på flytande bränsle försvåras. Strömfördelarens vakuumregulator kan kopplas kan kopplas från, då den inte fyller någon funktion vid gengasdrift.

Förbränningstemperaturen i cylindrarna ökar vid övergång till gengasdrift. Tändstiftens benägenhet för glödtändningar blir härigenom större. Tändstift med högre värmetal (kallare stift) bör monteras om störningar uppträder. En kompromiss kan dock bli aktuell för att inte staregenskaperna avsevärt skall försämras.

KOMPRESSIONSFÖRHÅLLANDE

Knackningsbeständigheten medför att de flesta förgasarmotorer kan köras på gengas utan kompressionssänkning. För de bensinmotorer där kompressionstalet ligger något lägre än 10:1, ger en kompressionsökning, endast en obetydlig effektvinst och är inte motiverad. På fotogenmotorer, som har betydligt lägre kompressionsförhållande än bensinmotorer, får en kompressionsökning ett större inflytande på effekten. Som exempel kan nämnas att en ökning från ca 4,5 till 7,5 kan ge en effektvinst på 20-30% räknat på gengaseffekten.

Vid en kompressionshöjning kommer påkänningarna på motorn att öka och livslängden minska om man överskrider det topptryck som motorn är konstruerad för. I första hand utsätts lager, vevaxel, tändning och startsystem för ökad belastning. På fotogenmotorer bör därför en eventuell kompressionsökning inte göras så stor att gengasens knackningsbeständighet helt utnyttjas. Hur långt en kompressionsökning kan drivas utan att motorns hållbarhet äventyras, avgöras av motortillverkaren.

EFFEKTFÖRHÅLLANDE

a)Gengasdrift med elektrisk tändning, dvs. full gengasdrift utan tillsats av flytande bränsle

b) Dieselgasdrift med kompressionständning, dvs. två bränslesystem med gengas som huvudbränsle och dieselolja som tändbränsle.

Båda ombyggnadssätten kan användas för såväl motorer med direkt insprutning som för virvelkammare och förkammaremotorer. Dessa båda senare motorkonstruktioner kräver dock förhållandevis omfattande ändringar för att prestanda skall bli godtagbara vid dieselgasdrift.

Konvertering till full gengasdrift medför stora ingrepp i motorn oavsett typ. Den måste bl.a. förses med elektrisk tändning och få det ursprungliga kompressionsförhållandet sänkt till en för gengasen lämplig nivå. Nya utföranden på bl.a. kolvar och cylinderlock erfordras i allmänhet. Ändringarna blir av sådan art att motortillverkaren för varje aktuell motortyp måste leverera erforderligt material och föreskriva de åtgärder som skall vidtagas. Någon närmare beskrivning av hur ombyggnadsarbetet skall utföras kan därför inte anges generellt. Vid omställning av en dieselmotor till full gengasdrift gäller i övrigt de synpunkter som sammanställts i avsnittet FÖRGASARMOTORER.

Som alternativ till full gengasdrift står dieselgassystemet. För detta blir motorändringarna små och behovet av nya motordetaljer litet. Konverteringssättet framgår av nedanstående beskrivning.

OMBYGGNAD AV MOTORER MED DIREKT INSPRUTNING ENLIGT DIESELGASSYSTEMET

För att insprutningspumpen skall kunna ge ovannämnda små insprutningsmängder och i möjligaste mån hålla dessa konstanta oavsett motorns varvtal, måste vissa pumpar byggas om.
Erforderliga ändringar föreskrivs av pumptillverkaren och arbetet skall utföras av för detta ändamål utbildad personal. Övriga ändringar av insprutningspumpen, för vilka plomberingar inte behöver brytas, får utföras av annan personal.

Inställning av tändoljemängd göres på samtliga typer av insprutningspumpar med hjälp av ett reglage vid förarplatsen, som påverkar stopphävarmen.
På radpumpar tvångstyres därigenom reglerstången till ett läge där önskad tändoljemängd erhålles.

På fördelarpumparna strypes i mängdregleringsventilen till pumpkolvarna, vilket ger en motsvarande funktion

Inställning av insprutningspumpens dieselgasläge innebär att bränslemängden reduceras genom att stopphävarmen föres från fullmatningsläge, som utnyttjas vid start på dieselolja, till ett läge nära nollmatning. Detta senare läge bestämmes av en justerskruv mot vilken stopphävarmen föres.
Att nollmatningsläge därigenom inte helt kan uppnås får ingen praktisk betydelse. Vid drift på dieselolja kan motorn stannas med stopphävarmen även i detta läge, då bränslemängden inte är tillräcklig for att hålla motorn i gång på. enbart dieselolja.

Rätt bränslemängd for dieselgasdrift med radpumpar erhålles genom att justerskruven inställes så att den reglerstångsväg, som föreskrives av pumptillverkaren, erhålles. Reglerstångsvägen kan i allmänhet mätas med insprutningspumpen kvar i fordonet med hjälp av särskilt verktyg, som anslutes till pumpens kuggsegment eller reglerstång.

För fördelarpumparna finns inte möjlighet att med en yttre mätanordning avgöra när rätt dieselgasläge erhålles. Därför bör pumpen köras i pumpprovbänk under inställningen.

För båda pumptyperna kan en grov inställning av dieselgasläget göras utan speciell mätutrustning. Motorn köres därvid på enbart dieselolja varefter stopphävarmen sakta föres mot stoppläget. I det läge där motorn stannar kan bränsleinsprutningsmängden beräknas ligga vid ca 10-15 mm3 per insprutning. Dieselgasläget skall då ge en något mindre bränslemängd, varför en ytterligare justering av hävarmen mot stoppläget skall utföras. Inställning av hävarmens läge för dieselgasdrift skall utföras vid varm motor.

Utöver anslagsskruven för dieselgasinställning skall en spärranordning anbringas, som hindrar återföring av stopphävarmen till läget för full dieseloljemängd, utan att spärren först manuellt urkopplas. En viss återföringsrörelse på hävarmen skall dock kunna göras från förarplatsen, så att tillräcklig dieseloljemängd erhålles för att motorn skall kunna köras enbart med detta bränsle, men med begränsad motoreffekt. Start av varm motor skall också kunna utföras med. denna reducerade dieseloljemängd..

Vid start av kall motor måste dock full dieseloljemängd och kallstart­mängd kunna inställas. Full dieseloljemängd erhålles genom att spärranordningen frikopplas och stopphävarmen trycks till fullmatningsläget. Med stopphävarmen i detta läge kan sedan kallstartmängd erhållas på vanligt sätt. Inställningarna göres lämpligen direkt på insprutningspumpen och bör inte kunna utföras från förarplatsen. Övergång från full dieseloljemängd till läge för reducerad dieseleffekt och dieselgasläge skall däremot kunna utföras med reglaget vid förarplatsen.

Spärren förhindrar en onödigt stor bränsleförbrukning när varm motor star­tas och när fordonet förflyttas med släckt generator. I princip skall full dieseloljemängd utnyttjas endast för start vid laga yttertemperaturer.

Stopphävarmens läge för reducerad dieseleffekt bestämmes av inställningsanordningen. Den bränslemängd som erhålles vid denna inställning kan varieras inom ett relativt stort område, men som riktvärde kan anges att dieseloljemängden bör begränsas till ca 50 % av normal fullastmängd.

Bild 1.3 visar en principskiss över inställningsdetaljer för den fördelar­pump och stopphävarmens olika lägen medan bild 1.5 visar motsvarande for en radpump.

Bild 1.4 visar inställningsanordningen monterad på en fördelarpump.

Vid övergång till dieselgasdrift påverkas smörjning och kylning av för­delarpumpar ogynnsamt, varför åtgärder bör vidtagas för att förhindra de skador sam härigenom kan uppstå. Fördelarpumparna smörjes i allmänhet enbart av dieselolja, som strömmar genom pumphuset och som ledes tillbaka till bränslefiltret. Då endast ringa mängd bränsle av det som tillföres pumpen förbrukas i motorn vid dieselgasdrift, kommer största delen av dieseloljan for smörjning att gå i ett kretslopp från pump till filter och tillbaka till pump igen. Den minskade tillförseln av kall dieselolja från bränsletanken medför då en temperaturstegring på dieseloljan i insprutningspumpen. För att motverka detta bör returbränslet från insprutningspumpen ledas tillbaka till bränsletanken i stället för till filtret. Gemensam returledning från insprutningspump och insprutare kan utnyttjas. Rördimensionen bör vara densamma sam det tidigare röret till bränslefiltret. Returbränslet bör mynna ut vid tankbotten för att undvika oxidering och skumbildning i tanken. Exempel på ändrad dragning av bränslerören till fördelarpump framgår av bild. 1.6.

För radpumpar behövs inte någon ändring av dragningen av bränslerören, då smörjningen där ombesörjes av vanlig smörjolja, som inte är lika tempera­turkänslig som dieseloljan.

Oavsett typ av insprutningsutrustning bör, vid de installationer där gasgenerator eller gasrör ligger nära insprutningspump eller filter, en skärm vägg anbringas så att värmestrålning förhindras. Onormalt hög temperatur på insprutningsutrustningen och därigenom också på bränslet kan bidraga till skador i insprutningspump och spridare samt stora variationer i tändoljemängderna.

VARVTALSREGLERING

Vid övergång till gengasdrift blir den ordinarie varvtalsregleringen genom insprutningspumpen försatt ur funktion, då denna inte påverkar tillförseln av gengas till motorn. En begränsad reglerfunktion kan dock bibehållas då höga tomgångsvarvtal i viss mån kan kontrolleras genom begränsning av tändoljemängden. Vid dieselgasdrift kan inte insprutningspumpens regulator ge en s.k. allvarvsreglering, som normalt erhålles med. vakuumregu­latorer och vissa centrifugalregulatorer, och medför att varvtalsreglering även erhålles på andra varvtal än hög och lag tomgång.

För fordon där belastningsändringar lätt kan kompenseras av föraren genom ändring av gaspådrag och genom växling, har en begränsning av regleringsområdet enbart till höga tomgångsvarvtalet inte någon större betydelse. Detta gäller i huvudsak lastbilar och bussar.

Traktorer, stationära motorer och entreprenadfordon ställer däremot större krav på varvtalsregleringen, som bör omfatta hela varvtalsområdet.

Det är för dessa fordon nödvändigt att montera en separat varvtalsregulator, som påverkar gasspjället. Drivning av regulatorn kan ske med kilrem från en remskiva.

I de fall vakuum eller centrifugalregulator på insprutningspumpen skall användas för reglering av höga tomgångsvarvtalet vid gengasdrift måste vissa ändringar göras på regulatorn. Ändringsarbetet skall utföras av behörig dieselpersonal, som har tillgång till erforderliga inställnings uppgifter.

MONTERING AV EXTRA VARVTALSREGULATOR

Varvtalsregulatorn monteras så att dess remskiva kommer exakt i linje med en extra remskiva, som ansluter till fläktaxeln. Remskivediametrarna väljes så att regulatorvarvtalet for alla normala motorvarvtal ligger inom regulatorns varvtalsområde. Fästet för regulatorn görs stabilt och utformas så att möjlighet till spänning av drivremmen erhålles. Gasreglaget vid förarplatsen kopplas till regulatorns pådragsarm med hjälp av ett länksystem. Rörelsen från regulatorarmen till gasspjället överföres på lik­nande sätt. Utförandet på dessa länksystem blir helt beroende av regula­torns placering i förhållande till gasreglage och gasspjäll. For att underlätta inställningen av regulatorn användes hävarmar som är juster­bara på axlarna och som har flera infästningshål.

När länksystemet är uppkopplat kontrolleras att gasreglaget vid förarplatsen kan ge gasspjället en rörelse mellan dess ytterlägen, fullgas resp. tomgång. De båda ytterlägen som spjällets hävarm då intar bör ligga så att en vridningsrörelse på överföringsaxeln ger en i möjligaste man likformig rörelse på spjällaxeln. Detta erhålles om vinkeln mellan axelhävarm och länk resp. spjällhävarm och länk är ca 90° när spjället är öppet till hälften. Motorn startas därefter och varmköres, varefter tomgångsvarvtalet inställes till ca 1 000 r/m med. justerskruven på spjällhuset.

Motorvarvtalet ökas därefter försiktigt med gasreglaget. Om det höga tomgångsvarvta1et inte kan erhållas, eller o, det ligger for högt, måste regulatorn justeras. Större avvikelse korrigeras med hjälp av utväx1ingsanordningen på spjällaxel resp. överföringssaxel. En noggrannare injustering göres därefter genom att regulatorns fjäderspänning ändras med hjälp av ny infästningspunkt för 1änken i hålplattan på regulatorns pådragsram. Ökad fjäderspänning ger högre varvtal.

INSPRUTNINGSVINKEL OCR KOMPRESSIONSFÖRHÅLLANDE

Om kompressionsförhållandet är mindre bör något större insprutningsvinkel kunna utnyttjas utan att förbränningsstörningar uppträder. Den senare insprutningen för fördelarpumpar kompenseras av att denna pumptyp har en omställningsanordning, som tidigareställer insprut­ningsvinkeln upp till ca 50 före grundinställningen, när motorvarvtalet ökar.

Vid inställning av insprutningsvinkeln måste ibland en kompromiss göras mellan bästa effekt vid högt varvtal och störningsfri förbränning vid lägre varvtal. Detta medför att den ovan angivna vinkeln kan behöva minskas för att knackningar skall undvikas. Lämplig vinkel far utprovas med fordonet i praktisk drift. Den tidigare angivna gränsen for kompressionsförhållandet vid ren gengas­drift, ca 10:1, kan avsevärt överskridas när motorn köres enligt dieselgassystemet. Kompressionsförhållanden upp till ca 16:1 och i vissa fall ändå högre kan då ofta utnyttjas utan att knackningar uppträder i motorn. Vid högre kompressionstal kan förbränningsstörningar uppstå även med en relativt sen insprutning. Det kan då bli nödvändigt att sänka kompressionen genom inläggning av tjockare cylinderlockspackningar eller eventuellt tillfälligt genom att med lämpligt mellanlägg bygga på den ordinarie packningen, så att kompressionstalet kommer att ligga vid 16 e1ler något lägre. Som mellanlägg kan utnyttjas exempelvis en kopparlamell från en kasserad cylinderlockspackning. Lamellen måste som regel glödgas före an­ vändningen t ex genom uppvärmning med gaslåga. Innan kompressionssänkande packningar monteras bör dock kontakt tagas med motorfabrikanten. Vissa packningar kan vara. konstruerade för att klara svåra tätningsproblem mot vatten eller olja och ändring kan ge följdverkningar.

EFFEKTFÖRHÅLLANDEN OCH DIESELOLJEFÖRBRUKNING

De många faktorer som påverkar storleken av effektförlusten gör det omöj­ligt att ange denna med någon säkerhet. Effektsänkningen är dessutom inte alltid likartad över motorns hela varvtalsområde utan är i allmänhet större vid höga varvtal. Grovt kan dock effektminskningen anges till Ca 20-50 % vid full gengasdrift och till 10-40 % vid dieselgasdrift.

Förbrukningen av dieselolja som tändbränsle blir direkt beroende av in­sprutningspumpens inställning och fordonets användningssätt. Variatio­nerna i bränsleförbrukningen mellan olika fordon kan därför bli stora. Som ungefärliga värden på dieseloljeförbrukningen kan nämnas att 6 cylindriga lastbilsmotorer med en cylindervolym på ca 6-10 I kan beräknas få en bränsleåtgång på ca 0,5-0,9 1/mil vid landsvägskörning med belastat fordon. För 4 cylindriga traktormotorer med en cylindervolym på ca 2,5-4 1 kan som ett genomsnitt vid normalt jordbruksarbete beräknas en dieselolje­förbrukning på ca 0,9-1,2 l/timme.