Miten toimii

Kaasutoimiset ajoneuvot toimivat samalla periaatteella kuin bensiinitoimisetkin: sylintereihin johdettu polttoaineen ja ilman seos sytytetään sytytystulppien avulla. Useimmissa kaasuautoissa on kaasujärjestelmän rinnalla bensiinijärjestelmä, jolloin niitä kutsutaan bi-fuel –ajoneuvoiksi. Silloin jos kyseessä on kaasua käyttävä dieselmoottori, täytyy sylintereihin ruiskuttaa jatkuvasti pieni määrä dieselöljyä, joka sytyttää ilman ja kaasun seoksen. Kaasua hyödyntävää dieseltoimista ajoneuvoa kutsutaan dualfuel –ajoneuvoksi. Tässä keskitytään kuvaamaan bi-fuel-ajoneuvon polttoainejärjestelmää.

Kaasutoimisen auton polttoainejärjestelmä eroaa jonkin verran bensiinimoottorin polttoainejärjestelmästä. Kaasumaisessa muodossa oleva metaani on noin 200 baarin paineessa auton kaasusäiliössä (kaasusylinterissä). Pullon päädyssä on pulloventtiili, jonka läpi kaasu johdetaan ruostumattomasta teräksestä valmistettuja korkeapaineputkia pitkin paineensäätimeen. Paineensäätimessa (eli regulaattorissa) kaasun paine lasketaan lähelle normaalia ilmanpainetta. Moottorin jäähdytysvesi kiertää paineensäätimessä, koska paineen laskiessa kaasun lämpötila menee miinukselle.  Paineensäätimestä kaasu johdetaan joko mikseriin (kaasutinmoottori) tai kaasuinjektoreille (suorasuihkutuskoneet), riippuen moottorityypistä. Joissain automalleissa käytetään mikserin sijaan kaasunjakelijaa, joka jakaa kaasun eri sylintereiden kaasuinjektoreille. (Kaasunjakelijan päällä on askelmoottori, joka säätää kuinka paljon kaasua annostellaan kaasuinjektoreille).

Muita kaasujärjestelmän osia:

Kaasusuodatin poistaa kaasusta mahdollisia epäpuhtauksia.

Täyttöventtiili on yleensä auton ulkopuolella oleva kohta johon tankkauspistooli kiinnitetään tankkauksen yhteydessä.

Lisäksi auton kojelautaan tulee polttoaineen valintakytkin ja kaasumittari, joka osoittaa kaasun täyttöasteen kaasutankissa.

Mikseri eli sekoitin on kaasutinmoottorilla varustetussa moottorissa oleva osa, joka sekoittaa kaasun imuilman sekaan. Mikseri tulee yleensä kaasuttimen ja ilmanpuhdistimen väliin.

Lambda-ohjaimen avulla säädetään moottoriin menevää ilman ja polttoaineen seossuhdetta, jotta päästöt olisivat mahdollisimman pienet.

Sytytyksensäätöyksikkö ohjaa sytytysennakkoa, sillä bensiinin ja metaanin syttyminen vaativat erilaisen sytytyksen ajoituksen.

Emulaattori liittyy kaasujärjestelmän elektroniseen ohjaukseen.

Bensiinisyötön magneettiventtiili, joka sulkee bensiinin tulon kun autoa käytetään kaasulla.

Auton sisäpuolella oleva osuus teräksisiä kaasuputkia ja niiden liitoksia ovat suojakotelossa, joka varmistaa, että mahdollisen vuodon sattuessa kaasu ohjautuu auton ulkopuolelle.

Alla olevassa kuvassa on esitetty keskeiset kaasujärjestelmän osat:

1. Kaasusäiliö (punainen) , johon kaasu varastoidaan 200 baarin paineessa.

2. Kaasun magneettiventtiili (tummanvihreä) , joka päästää kaasun eteenpäin silloin kun autoa käytetään kaasulla.

3. Paineenalennin (keltainen), jossa kaasun paine lasketaan noin 200 baarista normaalin ilmanpaineen tasolle. Jäähdytysvesi kiertää paineensäätäjässä, ettei se jäädy.

4. Paineensäätäjä (sininen), joka säätelee kaasun syöttöpainetta imusarjassa olevan alipaineen perusteella.

5. Kaasunjakelija (vaaleanvihreä), joka jakaa kaasun jokaisen sylinterin omalle injektorille.

Kahdentyyppisiä kaasujärjestelmiä

 Bi-fuel –ajoneuvojen kaasujärjestelmiä on kahta päätyyppiä, joiden erot liittyvät polttoaineen syöttöön.

Ensimmäisen toiminta perustuu siihen, että sylinterin imutahdin aikana syntyvä alipaine
imee kaasun ja ilman seoksen sylinteriin. Järjestelmästä käytetään termiä ”aspirated”.
Joskus käytetään nimeä mikserijärjestelmä, koska kaasun sekoittaminen imuilmaan voidaan tehdä ns. mikserin avulla. Nämä järjestelmät soveltuvat kaasutinmoottorien lisäksi ruiskujärjestelmällä varustettuihin autoihin. Suomessa on paljon Bi-fuel-Volvoja, joissa on hollantilainen Necam-kaasujärjestelmä, jossa paineensäätäjän jälkeen on kaasunjakelija. Kaasunjakelijan päällä on kaasunsyöttöä säätävä askelmoottori ja jakelijasta menee oma kaasuputki imusarjaan jokaisen sylinterin kohdalle.

Toinen järjestelmä soveltuu ainoastaan monipisteruiskutusjärjestelmällä varustettuihin ajoneuvoihin. Siinä kaasu suihkutetaan ylipaineella imuilman sekaan seuraten auton omaa bensiinisuuttimien ohjaussignaalia. Jälkimmäisestä järjestelmästä käytetään termiä ”sequential injection”. Lähes kaikissa uusissa tehdasvalmisteisissa bi-fuel-ajoneuvoissa on tällainen järjestelmä. Ylipaineella kaasua syöttävät järjestelmät ovat toista perustyyppiä kalliimpia, mutta kaasunsyöttö on tarkempaa ja tehohäviöt kaasulla ajettaessa ovat hyvin pieniä.