Per KIA l’alimentazione a GPL non è certo una novità. Negli anni questi impianti, siano essi installati direttamente dalla Casa o da un’azienda specializzata da essa delegata, piuttosto che come retrofit presso le numerose officine competenti, si sono evoluti usufruendo delle nuove tecnologie e dei componenti più avanzati.
Il sistema a iniezione gassosa che abbiamo testato sulla KIA Sportage EcoGPL è prodotto da Prins Autogas System ed è siglato VSI-2.0 DI. Si tratta senza dubbio di un impianto all’avanguardia che ha raggiunto eccellenti livelli di funzionalità e una grande affidabilità, al punto da essere coperto da una garanzia di sette anni o 150.000 km, al pari della vettura KIA sulla quale è montato. Il sistema è da oggi disponibile anche in Italia per le installazioni in aftermarket su diverse tipologie di vetture, presso una fitta rete di officine autorizzate, per i cui riferimenti si rimanda al sito web: https://it.prins-afs.com/
L’assistenza è KIA
Per entrare un po’ più nel dettaglio ci siamo avvalsi della consulenza di Fabio Roiatti il tecnico della Prins che ha seguito in prima persona questa applicazione ed è responsabile del training del personale delle officina di assistenza: “Abbiamo fatto il corso di formazione a praticamente tutte le officine KIA italiane che quindi sono in grado di intervenire sui nostri impianti per le normali operazioni di manutenzione previste. In pratica l’unico intervento che è programmato con la stessa cadenza dei tagliandi KIA, ovvero ogni 15.000 km o un anno, è la sostituzione del filtro del GPL gassoso. Un’operazione che richiede pochi minuti poiché il componente si trova in una posizione molto accessibile. A 60.000 km o 4 anni, è invece prevista la sostituzione del riduttore di pressione”. Dunque nessuna preoccupazione per il cliente, poiché alla KIA sanno tutto: “Come ho detto, è stata fatta la formazione proprio per questo”, prosegue Roiatti. “La componentistica per la manutenzione ordinaria è normalmente a magazzino KIA mentre gli ordini eventuali ordini di componentistica si possono fare dal portale cui i dealer possono accedere dal nostro sito”.
Descrizione dell’impianto Prins
Chiarito l’aspetto garanzia e assistenza, passiamo alla descrizione dell’impianto, partendo dal serbatoio del GPL di forma toroidale e dimensioni 720 x 230 mm che è alloggiato al posto della ruota di scorta, senza quindi sottrarre spazio funzionale all’interno alla vettura. La sua capacità geometrica è di 73 litri, quella reale di 58,4 litri: “Questa differenza è dovuta a motivi di sicurezza imposti dalla legge”, prosegue Roiatti. “Il serbatoio del GPL non può in nessun caso essere riempito al 100% perché in funzione della sua composizione e della temperatura il GPL può passare dallo stato liquido a quello gassoso, ed essendo il serbatoio indeformabile quel 20% di volume disponibile serve per lasciare spazio al gas”. In questo caso il volume effettivo è quindi ridotto a 58,4 litri. Proseguendo nella descrizione, annessa al serbatoio troviamo la multivalvola Europa 2 che svolge, tra le altre, le funzioni di limitatore del riempimento, di sicurezza (tarata a 27 bar), di intercettazione e di controllo del livello. E a proposito del livello nel serbatoio, all’interno dell’abitacolo è installato il commutatore benzina/GPL denominato AFC-2.0 che oltre al pulsante di commutazione include 6 segmenti a LED che indicano il livello. Quando questo scende essi si spengono progressivamente e l’ultimo, che indica la riserva, cambia colore (nel caso della KIA Sportage da rosso passa a giallo). Per le installazioni in aftermarket è possibile variare il colore dei LED in base alla tipologia e alla grafica della plancia.
Al centro del tasto c’è la scritta ‘BI-FUEL’. Questa lampeggia in fase di avviamento a benzina, in attesa della commutazione regolata dai parametri ‘tempo di avviamento’, ‘temperatura acqua’ e ‘diagnosi positiva del funzionamento del sistema’. Il tempo di commutazione è importante perché il sistema deve funzionare solo con GPL gassoso e assolutamente non liquido. A regime, quando la scritta è illuminata il funzionamento è a GPL, quando è spenta a benzina. Tutta la gestione del Prins VSI-2.0 DI è demandata alla centralina AFC (Alternative Fuel Controller) che costituisce, in pratica, il cuore del sistema: “La centralina attua un controllo Master&Slave ed è ovviamente responsabile di tutti i calcoli relativi alla conversione della quantità di carburante necessaria, considerando le diverse caratteristiche di benzina e GPL, a partire dal diverso rapporto stechiometrico, che per la benzina è 14,7 e per il GPL 15,6. La centralina, le cui uscite sono protette contro i sovraccarichi, controlla anche le valvole di sicurezza del sistema, attuando una gestione intelligente della commutazione carburante”. La centralina AFC è ubicata nel vano motore, in posizione protetta.
Prima di passare al sistema di iniezione, il GPL in fase liquida attraversa un filtro ed entra nel riduttore di pressione elettronico eVP-500, estremamente compatto e leggero (800 gr) e in grado di alimentare vetture fino a potenze di 500 CV (370 kW). In questo stadio la pressione viene abbattuta e mantenuta in un range di 300-2.500 kPa. Il riduttore è montato sotto la centralina AFC e richiede una manutenzione a intervalli di 60.000 km. Da questo punto il GPL in fase gassosa attraversa un filtro in materiale speciale (fibra di vetro con selezione 3 µm) che include, a valle, anche un sensore P/T. Il rilievo e il controllo della temperatura è importante, poiché la densità del GPL dipende da essa tanto che, ad esempio, nel range 20°-60°C il flusso verso il motore può variare fino al 12%. In base alla temperatura del gas rilevata la centralina calcola la densità e determina il corretto tempo di iniezione. Il filtro in questione, la cui efficienza è fondamentale per il miglior funzionamento degli iniettori, deve essere sostituito ogni 15.000 km.
A questo punto il GPL gassoso entra nel Modulo Iniettori DI sul quale sono montati quattro iniettori Keihin, scelti da Prins per l’eccellente portata lineare, l’elevata precisione e la durata, garantita per almeno 290.000.000 di cicli, pari a 240.000 km. La pressione di iniezione è attorno a 1,4-1,5 bar. Il rail sul quale sono montati è assemblato e testato al 100% prima di essere montato sulla vettura.
Interessante l’adozione di un dispositivo di dosatura elettronica di un liquido lubrificante, denominato ‘Valve Care’ e distribuito da Prins, che ha lo scopo di ridurre l’attrito tra sedi e guide valvole che a contatto col GPL, notoriamente più ‘secco’ della benzina, rischiano un’usura precoce. “Questo dispositivo si distingue da altri meno sofisticati, chiamati semplicemente oliatori, in cui il liquido è dosato per aspirazione, regolando meccanicamente una portata costante di liquido”, precisa Roiatti. “Nel nostro caso, invece, c’è una pompa dosatrice che inietta la quantità corretta con una certa sovrapressione che garantisce la miglior nebulizzazione e un consumo ridotto di prodotto”.
Il consumo del liquido Valve Care è indicativamente pari a 0,6 litri ogni 600 litri di GPL e consente anche di ridurre l’utilizzo di benzina dall’impianto di iniezione originale. Serbatoio, centralina, cablaggi e tubi sono visibili nella foto 20. In effetti, durante la nostra prova, nella quale abbiamo percorso circa 500 km, praticamente tutti a GPL, abbiamo rilevato un leggero abbassamento del livello nel serbatoio della benzina.
Considerando che all’avviamento il motore è alimentato a benzina per un breve periodo è evidentemente previsto un consumo. “In effetti nel funzionamento a gas, in determinate condizioni, è previsto un contributo del sistema di iniezione di benzina”, continua Roiatti. “Innanzitutto occorre considerare che l’iniezione della benzina è diretta e quella del GPL è indiretta e quindi le strategie impostate per l’alimentazione a benzina rischiano, in certe condizioni, di non essere corrette col GPL, che essendo iniettato nel collettore potrebbe risultare, in certe condizioni di carico, ‘in ritardo’. Per questo, nella strategia di iniezione è previsto l’utilizzo di una serie di iniezioni di benzina. Oltre a questo, quando il motore raggiunge temperature molto alte, l’iniezione di benzina è utilizzata per abbassare la temperatura in camera di scoppio e tutelare il motore. In generale, comunque, il consumo di benzina è limitato a circa l’8% del consumo di GPL”. Oltre a questo, aggiungiamo noi, flussare la benzina consente di mantenere puliti gli iniettori, cosa a cui può dare ulteriore contributo l’aggiunta dell’additivo per la benzina Injection Care di Prins, dedicato proprio alla pulizia dell’impianto di iniezione e a ridurre i depositi carboniosi su testa, valvole e sedi.
Difetti risolti
Chiudiamo l’interessante colloquio con Fabio Roiatti chiedendo di aiutarci a sfatare qualche luogo comune sui difetti degli impianti a GPL messo in giro dai detrattori: “Innanzitutto devo dire che se in passato molti dei problemi erano imputabili alla scarsa qualità del GPL, oggi ciò che si trova in distribuzione è molto migliorato. Chiaramente ci sono zone meno virtuose, specie a livello di impurità che vanno poi a pregiudicare la funzionalità dei componenti più delicati, ma occorre dire che in generale con un GPL più controllato e i sistemi di filtraggio a bordo veicolo che in questi anni si sono molto evoluti i problemi sono praticamente spariti. Resta il minor rendimento del GPL che quindi deve essere impiegato in quantità maggiori per produrre le stesse prestazioni. Da qui la sensibile differenza di consumo, peraltro ampiamente compensata dal basso costo del GPL al distributore. Il GPL ha un RON di 112 contro 95 della benzina verde, l’energia minima di accensione un po’ più alta e la temperatura di autoaccensione di 450°C contro i 257°C della benzina. Questo significa che l’impianto di accensione fa un po’ più ‘fatica’ per bruciare il GPL e questo, in presenza di un impianto di candele, cavi e bobine non perfettamente efficienti può talvolta generare delle irregolarità di marcia. In questi casi occorre spiegare al cliente, che non comprende perché lo stesso difetto non compare nel funzionamento a benzina, che un ulteriore decadimento delle prestazioni dell’accensione farebbe riscontrare lo ‘strattonamento’ anche a benzina…”.
A livello di emissioni, secondo Prins, l’utilizzo del GPL riduce in modo determinante, fino al 95%, le emissioni del particolato e del 12% quelle di CO2.
