LPG Nedir ? Neden LPG ? Otomotiv Sektöründe LPG Araçlarda LPG Sistemi Nasıl Çalışır ? Dünya’ da LPG Kullanımı

LPG Nedir ? LPG Likit Petrol Gazı (Liquified Petroleum Gas) kelimelerinin kısaltılmışıdır. Dünyada ilk olarak 1810 yılında İngiltere'de kullanılan LPG ham petrolün damıtılması sırasında elde edilen Bütan ve Propan gazları sıvılaştırıldıktan sonra belli oranlarda karıştırılarak ya da doğal gaz yataklarından üretilir.Ancak günümüzde LPG tabiri ticari olarak %30 propan-%70 bütan karışımından oluşan mix gaz için kullanılmaktadır. Mix gazın dünya ki karışım oranları çok farklıdır.%50-%50 olduğu gibi özellikle soğuk ülkelerde propan oranı daha fazla bile olabilir.

Dünyada doğal gaz üretimindeki artışa bağlı olarak LPG üretimi de her yıl ortalama %2 oranında artış gösterir. LPG, normal şartlar altında gaz fazında bulunur. Fakat basınç altında ve sıvı halde saklanır. Taşıma ve depolama için sıvı hale getirilen LPG, gaz fazında tüketilir. Yanıcı ve parlayıcı özelliğe sahiptir. Suda çok az çözünür. Renksiz ve kokusuzdur. Bu nedenle gaz kaçağı durumunda fark edilebilmesi için merkaptanlar veya kükürt bileşenleriyle kokulandırılır. Hava içinde %2 ila %9 arasında bulunması patlama riskini doğurur.

Soğuk iklimli bölgelerde kullanılan LPG’ nın içerisindeki propan oranının arttırılarak sıvı fazdan gaz faza geçiş kolaylaştırılmalıdır.

Yakıtların Eş Değerlikleri

Neden LPG ? Düşük karbonlu, çevreye yükü az bir yakıt olduğundan, hava kalitesine olumlu katkı sağladığı ve sera gazı salınımını azalttığı bilimsel çevrelerce kabul edilmiş olup, pek çok ülkede ve Birleşmiş Milletlerce teşvik edilmektedir. Hem doğal gaz çıkarımından hem de ham petrol rafinasyonundan elde edilebildiği için temininde hiçbir güçlük yoktur. Özellikle ülkemize yakın havzalarda artan bir şekilde yeni doğal gaz kaynakları bulunup, doğal gaz ayrıştırma tesisleri kurulmakta olduğundan temin kolaylığı daha da artacaktır.

Taşınabilir Enerji LPG'nin bütün diğer enerji kaynaklarına göre en büyük avantajı, çok geniş bir kullanıma sahip olması ve her yere taşınabilmesidir. Küçük bir tüp ile her yere taşınabilir; ısınma, aydınlatma, pişirme gibi her türlü enerji ihtiyacı karşılanmış olur. Ayrıca elektrik üretiminde de (jenerasyon, kojenerasyon) çevreye hiçbir yük getirmeden LPG kullanılmaktadır. LPG'nin en önemli özelliklerinden biri de, birebir doğal gaz ikamesi olmasıdır. Her türlü doğal gazlı tesisat, anında LPG'yle çalıştırılabilir. Hassas uygulamalarda sadece bazı küçük ayarlar yeterli olmaktadır.

Çok Kaynaklı Enerji LPG ülkemizde neredeyse herkes tarafından tanınmakta ve kullanılmaktadır. Ülkemizin enerji ihtiyacının yaklaşık %3,5'i LPG tarafından karşılanmaktadır. Avrupa'da 120 milyon kişi tarafından kullanılan LPG'nin enerji ihtiyacının karşılanmasındaki payı %1,6'dır. Avrupa'da kullanılan LPG'nin %94'ü yerli üretimdir. Dolayısıyla Avrupa, LPG konusunda kendine yetmektedir. LPG dünyanın pek çok bölgesinden temin edilebildiğinden, doğal gaz gibi belirli kaynaklara bağımlılık söz konusu değildir. Ayrıca boru hattı bağımlılığı da yoktur.

OTOMOTİV SEKTÖRÜNDE LPG

Bu tabloya bakarak, benzinin kaynama sıcaklığının ortam sıcaklığından yüksek olduğu ve LPG’nin daha düşük bir sıcaklıkta buharlaştığı söylenebilir. Buna göre, sıvı halde kalması için LPG göreceli olarak düşük değerde olmak üzere bir basınç altında tutulmalıdır. R.O.N. (Araştırma Oktan Sayısı) ve M.O.N. (Motor Oktan Sayısı) değerleri bütan ve propanın benzine göre daha üstün bir vuruntu-önleme gücüne sahip olduğunu göstermektedir. Kütle kalorifik güçleri benzinden propana doğru artarken, hacimsel kalorifik güçler aynı şekilde azalır. Bunun anlamı, aynı hareketin sağlanması sözkonusu iken, benzinden propana geçişte daha az bir yakıt kütlesinin yeterli olacağıdır. Ancak gerekli hacim daha fazladır. Buna göre, benzin yerine LPG kullanıldığında, araçlar kütle olarak daha az yakıt tüketirler; hacim için de bunun tersinin doğru olduğu görülür.

Benzinin alt kalorifik değerine eşit miktarda güç veren yakıt hacmini “teorik eşdeğerlik katsayısı” olarak tanımlıyoruz. Motorların kendi aralarında karşılaştırılabilir olan çeşitli tüketimleri arasındaki ilişkiyi ise “eşdeğerlik katsayısı” olarak adlandırıyoruz. LPG kullanan motorlara ilişkin testler göstermiştir ki, benzin kullanan motorlarla karşılaştırıldığında, propan ve bütanın eşdeğerlik katsayılarını teorik eşdeğerlik katsayılarına göre %8 düşüren yaklaşık %8’lik bir verimlilik artışı elde edilir.

Yukarıdaki yakıtlar için eşdeğerlik katsayıları aşağıdaki tabloda verilmiştir. Bu katsayılar yakıt litresi başına alt kalorifik güçle, alternatif yakıtların kalorifik güçlerinin ilişkisini hesaplayarak elde edilmiştir. Sözkonusu değerler 1. kolonda verilmiştir . 2. kolonda “teorik eşdeğerlik katsayılarını” gösteren oranları görebiliriz. 3. kolonda, aynı oranların çeşitli düzeltme faktörlerini (verimlilik) de gözönüne alan gerçek değerleri verilmiştir.

Bu tabloya bakarak, LPG kullanacak şekilde dönüştürülen normal bir aracın yeni tüketimini, aynı aracın benzin tüketimini gözönüne alarak tahmin etmek mümkündür. LPG bir bütan ve propan karışımı olduğundan, eşdeğerlik katsayısı için ortalama bir değerin (örneğin, kütle olarak %50’lik bir karışım için bu değer 1.2’dir) belirlenmesi gereklidir. Buna göre, LPG’nin çok iyi bir yakıt olduğu söylenebilir: LPG çok yüksek vuruntu-önleme değerlerine sahiptir ve LPG motorlarının gücü benzinlilerle aynıdır. Teknik açıdan özetlemek gerekirse, LPG ; • Daha az zararlı emisyon üretir, • Gaz halinde kullanıldığından motor yağı ömrünü uzatır, • Karbon birikimi olmadığından motorun ömrünü uzatır.

LPG SİSTEMİ NASIL ÇALIŞIR

Aracın bagajına yerleştirilen özel LPG tankından mekanik tesirlere karşı izoleli bir bakır boru ile motor bölümüne getirilen sıvı haldeki LPG, burada önce LPG elektrovalfine oradan da Buharlaştırıcı-Regülatöre ulaşır. Buharlaştırıcı-Regülatör, sıvı haldeki LPG’ yi motorun soğutma suyu devresinden aldığı ısı marifetiyle iki kademede gaz haline çevirmektedir. LPG, Buharlaştırıcı-Regülatör çıkışında atmosferik basınca yakın bir değerdedir. Motor devrine göre ihtiyaç duyulan LPG miktarı, araçta meydana gelen vakuma bağlı olarak Buharlaştırıcı-Regülatör’ de otomatik olarak ayarlanmaktadır. Buharlaştırıcı-Regülatörden çıkan LPG, esnek bir hortumla bir ayar vidasından geçtikten sonra, karbüratör üzerine monte edilen ve gaz ile havanın homojen bir şekilde karışımını sağlayan mikser parçasına gelir. Motorun sağladığı vakum marifetiyle de gaz- hava karışımı silindirlere kadar ulaşır. Tabii ki, bu safhada benzin elektrovalfi benzin akışını durdurmuş olmalıdır.

Otogaz (LPG) istasyonlarından sıvı haldeki LPG, dolum ağızları vasıtasıyla aracın bagajındaki LPG tanklarına doldurulurlar(+20 derecede depo iç basıncı 4,5 atmosferdir).LPG tankı üzerindeki şamandra vasıtasıyla bakır borulardan aracın motor bölümündeki gaz valfine ve oradan da basınç düşürücü (buharlaştırıcı) beyne iletilir.Buharlaştırıcı tarafından sıvı halden gaz haline çevrilen (0.5-0.6 bar) LPG buradan mikser vasıtasıyla aracın karbüratör kısmına aktarılır ve burada yanma gerçekleşerek araç hareket eder

LPG TANKI LPG tankı sistemin en büyük parçası olup, aracın arka bölümüne, bagajın bir kısmına ya da yedek lastik bölmesine yerleştirilmektedir. Alışılmış tank biçimi silindiriktir.Kesinlikle yaratıcı bir çözüm de, yedek lastik bölmesine konmak için özellikle tasarlanmış toroidal (simit biçimli) tanktır. Araçlarda kullanılan LPG tankları, 20 Bar işletme basıncı ve 45 Bar test basıncına göre dizayn edilmektedir. İmalatı biten her tank 45 barlık bir hidrostatik basınç testine tabi tutulur. Ayrıca, her 100 tanklık üretim partisinden rastgele seçilen bir tanesi 150 Bar’ da patlama testine sokulur; eğer tank testi geçemezse tüm parti hurdaya ayrılır. 50°C’ de LPG’ nin buhar basıncı 8,5 Bar’ı geçmemektedir.

MULTİVALF (ÇOKAMAÇLI VALF) LPG tankı üzerine bağlanan ve tank içerisindeki LPG’ nin seviyesini, tanktan LPG giriş çıkışını kontrol eden çok amaçlı bir valftir. Doldurma: Yakıt alma sırasında, yakıt pompasından gelen LPG multivalfden geçer. İyi bir multivalf, uzun bir dolum süresini önlemek için, LPG’nin geçişine fazla direnç göstermemelidir. Dolum Limiti: Standartlar uyarınca ve güvenlik nedenleriyle, depo %80’ den fazla doldurulmamalıdır. Kalan %20’lik bölüm LPG buharıyla doludur. Böylece sıcaklıktaki bir artışla birlikte içerideki sıvının genleşerek bütün hacmi doldurmaması sağlanır. Depoda gaz haldeki LPG için küçük de olsa bir hacim bırakıldığı sürece basıncın yükselmesi olasılığı yoktur. Dolum işlemini doğru noktada kesebilmek için, multivalf, bir şamandıraya bağlı olan ve izin verilen maksimum seviyeye ulaşıldığında LPG akışını kesen bir mekanizmayla donatılmıştır.

LPG ELEKTRO VALFİ: BENZİN ELEKTROVALFİ: LPG elektrovalfi, depodan motor bölümüne gelen LPG akışını otomatik olarak kesmeye yarayan bir vanadır. Elektromıknatısa bağlı bir valf, giriş-çıkış bağlantıları ve yabancı parçacıkları süzen bir filtreye sahip bir kaptan meydana gelir. BENZİN ELEKTROVALFİ: Benzin elektrovalfi, araç LPG ile çalışırken benzin akışını keser. Temel olarak, LPG Elektrovalfindeki gibi magnetik bir bobin tarafından işletilen bir valf mekanizması ile giriş-çıkış bağlantılarından meydana gelir. Benzin elektrovalfi, elektrik sisteminde bir arıza olduğunda benzin akışına imkan verecek bir acil durum mekanizmasına sahiptir.

BUHARLAŞTIRICI-REGÜLATÖR: Buharlaştırıcı- Regülatör, LPG sisteminin temel bir elemanıdır. LPG’nin buharlaşabilmesi için gerekli ısı alışverişini sağlar ve LPG basıncını motor tarafından emilebilecek atmosferik basınca yakın bir seviyeye düşürür. Pnömatik ve elektronik olmak üzere çeşitli kapasitele LPG’nin sistemin iyi çalışması için en uygun sıcaklıklarda kalmasını sağlar. Değişik tipleri mevcuttur.

MİKSER: Mikserin görevi motora emilen havayla orantılı miktarda gaz sağlamaktır. Hava ve yakıtın uygun bir karışımının elde edilebilmesi bu cihaza bağlıdır. Mikser değişik şekillerde olabilir; karbüratörün venturi borusu kullanılabileceği gibi, bir venturi borusu mikserin kendi içinde de oluşturulabilir. Mikserin üretim biçimi, aracın besleme sistemi ile bağlantılıdır. Araç tipine göre değişir.

SEVİYE GÖSTERGELİ YAKIT SEÇİCİ ANAHTAR: Aracın istenilen yakıtla çalışmasını sağlayan elektronik bir anahtardır. Şoför mahalline yerleştirilmiştir. Üç konumlu olup, bunlar sırasıyla “Benzin-Bekleme-LPG” konumlarıdır. Aracın ateşleme sistemin aldığı sinyalle elektrovalflere aç/kapa komutu göndermektedir. Kontak anahtarı açılır fakat motor çalışmazsa, bir emniyet tedbiri olarak 5 saniye içerisinde elektrovalfleri kapatır. Bu anahtar üzerinde LPG tankındaki yakıt seviyesini gösteren seviye led’ leri mevcuttur

Aracın istasyonlarda dolumunu sağlamak üzere araç dışına monte edilen özel bir parçadır. Dolum ucu üzerinde bir adet geri döndürmez yay-bilya mekanizması mevcuttur. Tozdan korunması için plastik muhafaza kapağı ile kullanılmalıdır. Emniyet açısından aracın dışına, özellikle tampona bağlanmaktadır

LPG AYAR VİDASI : LPG karbüratöre bu ayar vidasından geçerek gelmektedir. Çatal şeklinde olup, bir adet girişi ve genelde iki adet çıkışı olmaktadır. Hortum Montajı: Bu LPG ayar vidası çıkışa bağlanan esnek bir hortum marifetiyle LPG’ yi mikser parçasına iletilmektedir. Miksere giden LPG miktarı bu parça üzerindeki ayar vidaları tarafından ayarlanmaktadır.

LPG VE KATALİTİK KONVERTÖRLÜ ARAÇLAR: LAMBDA GAS CİHAZI Atmosfer kirliliğindeki sürekli artış yeni ve sıkı çevre kanunlarının hazırlanmasını beraberinde getirmektedir. Bunların ilki, yeni trafiğe çıkan araçlar için katalitik konvertör kullanımının zorunlu hale getirilmesidir. Oksijen sensörlü üç-yollu katalitik konvertör, çevreyi kirleten emisyonların azaltılmasında bugün için en gelişmiş yöntemdir. Katalitik konvertör, HC, CO ve NOx emisyonlarının %90 oranında önlenmesini sağlar; ancak yalnızca elektronik olarak kontrol edilen besleme sistemlerinde gerektiği gibi çalışır. Katalitik konvertörlü bir aracı LPG’ye dönüştürmek için, Oksijen Sensöründen faydalanılır. Sisteme ilave edilen LAMBDA STORM isimli cihaz LPG’ye mükemmel bir yanma sağlar ve benzinden gaza geçişin otomatik anahtarlamasını kontrol eder. Ayrıca, katalitik konvertörü korumaya yarayan teşhis fonksiyonlarına da sahiptir.

Lambda Storm Kutusu ve Kablosu Aktuatör Aktuatör, regülatörün üzerinde bulunan gaz çıkış rekoru sökülerek bu rekorun yerine bağlanır. Storm’dan iki kablo ile aldığı komuta göre regülatörden çıkan gaz miktarını azaltıp çoğaltır. Lambda Storm Kutusu ve Kablosu Lambda Storm sistemin beyni olup, aşağıdaki fonksiyonları yerine getirir : Aktuatöre komut vererek motorun ihtiyacı kadar gaz verilmesini sağlar. Aracın benzinde karşılaştığı sorunları orijinal röleye sinyal vererek hafızadan siler.Böylece tespit edilen eski hatalar motor çalıştığı zaman silinir ve yeni bir check-up başlar. Storm’da bir diagnostik box bağlama yeri mevcuttur. Böylece analiz cihazı olmasa bile en hassas ayarları yapmak mümkündür ve motorun çalışması devamlı olarak izlenebilir.

Sıralı sistem nedir ? Sıralı sistem lpg dönüşüm cihazları imalatçılarının bu sektörde gelmiş olduğu en son teknoloji noktasıdır. Sıralı sistem lpg dönüşüm ekipmanları arasında  ecu adı verilen sisteme özel elektronik kontrol ünitesi ve buna bağlı olarak çalışan motorunuzun her bir silindiri için ayrı ayrı gaz enjektörleri mevcuttur. Bu enjektörler sıralı sistemin en büyük özelliğidir. Benzinli sistemde enjektörlü olan aracınız gazlı sistemdede enjektörlü çalışmaktadır. Lpg tankında sıvı fazda bulunan yakıt ilk aşamada bir emniyet ve filitre elemanı olan gaz kesiciye gelerek filitre edilir, buradan çıkan lpg gazı voparizatör (beyin)' den geçerek gaz fazına ulaşır ve ikinci bir filitrede filitre edildikten sonra gaz enjektör kütüğüne girerek her bir enjektöre ecu tarafından belirlenen miktarda gaz pulvarize eder.

Emme manifoltlarının yanma odalarına en yakın yerlerinden nozullar ile enjekte edilenn lpg gazı maksimum verimde yanma odasında yanar ve neredeyse benzinli sistemin performansına ulaşılır. Sistem, motor benzin ile çalışırken sağladığı çalışma disiplinini ve düzenini ecu sayesinde lpg de de yakalamaktadır. Bilinçli bir işçilikle , orjinal ekipmanlar ile yapılacak olan bir sıralı sistem lpg dönüşümünün aracınıza hiç bir yan etkisi olmayacağı gibi aracınız yeni ve problemsiz ikinci bir yakıt sistemine sahip olacaktır

Sıralı Enjeksiyonlu Sistemler

Aracın LPG ile çalışması performans kaybına neden olurmu ? Yakıtın fiziksel özelliklerindeki farklar nedeniyle LPG’li araçlarda maksimum %5 civarında bir performans kaybı olması doğaldır. Bu düşük oran normal sürüş koşullarında fark edilmez. Ayrıca kullanılan kitin araçla teknolojik uyum içerisinde olması, ayarlarını düzgün olması, kullanılan yakıtın standartlara uygun olması da LPG’li araçta istenen performansın alınabilmesi için büyük önem taşımaktadır.Doğru yapılandırılan Lpg montajı ile perfonmans kaybı %1 ‘e kadar indirgenebilir.

Motora Zarar verirmi ? Tam tersi otogaz, yanma neticesinde motorda asit ve karbon atıkları bırakmadığından motorun ve motor yağının korunmasına yardımcı olur. LPG montajı yapılmış araç benzin tüketirmi ? Sıralı sistem bir araç, LPG yakıtı yanında benzin de tüketmektedir. Her sıralı sistem LPG dönüşümü yapılmış araç, ilk çalıştırmada araç ısınıncaya kadar yine yapılan ayarlarda belirlenecek süreler içinde benzinle çalışır daha sonra LPG’ye otomatik olarak geçer. Karbüratörlü araçlar ilk çalışma anında da LPG yakıtı kullanır.

Dünya’da LPG kullanımı Japonya/Tokyo'da 1980 yılından bu yana ticari taksilerde kullanımı zorunludur.  İtalya'da LPG. dönüşümü yaptıran araçlar 3 yıl vergiden muaf tutulmaktadır.  Ayrıca aşırı hava kirliliği olan günlerde ve bölgelerde uygulanan trafiğe çıkma yasağı LPG. kullanan araçlara uygulanmamaktadır.  Belçika'da LPG. kullanımından vergi alınmamaktadır.  Hollanda'da LPG kullanımı 1955 yılından beri teşvik edilmektedir.  Avustralya'da 1992 yılından beri LPG. kullanıcılarına 5 yıllık vergi muafiyeti uygulanmaktadır. 

Birleşmiş Milletler Uluslararası İklim Değişikliği Paneli'ne (IPCC) göre, karbondioksitin (CO2) küresel ısınma potansiyeli (GWP) faktörü, yani sera gazı etkisi 1 iken, doğal gazın (metan) 25, LPG'ninki 0'dır. Avrupa Birliği'nde 1000 km başına ortaya çıkan zararlı maddelerin neden olduğu sağlık harcamaları hesaplandığında LPG'nin bu konuda olumlu etkileri görülmektedir. Çünkü LPG sağlık harcamalarının benzine kıyasla %70, dizele kıyasla %700 oranında azaltılmasını sağlamaktadır.

Bugün Türkiye'de otomotiv yakıtı olarak LPG'nin pazar payı yaklaşık %12'dir. Bu açıdan bakıldığında Türkiye'nin, Avrupa Birliği hedeflerini şimdiden geçtiği görülmektedir. Ülkemizde LPG kullanan 2,3 milyon araç sayesinde her yıl yaklaşık 1 milyon ton daha az CO2 salınımı gerçekleşmektedir. Otogaz kullanımı açısından Türkiye dünyada 2. sıradayken, Avrupa'da 1. sırada yer almaktadır. Türkiye aynı zamanda, otogaz kullanan araç sayısı bakımından ve istasyon sayısı bakımından da dünya lideridir.