Backfire - co to takiego?

Backfire, czyli eksplozja niekontrolowana

Jednym z najpoważniejszych i najgroźniejszych zjawisk, które mogą pojawić się podczas eksploatacji nieprawidłowo zainstalowanego układu LPG lub CNG, jest powstawanie niekontrolowanych wybuchów mieszanki paliwowo-powietrznej w kolektorze ssącym, nazywanych z angielska backfire. Jest to wyjątkowo groźne zjawisko, ponieważ eksplozja taka może spowodować pęknięcie, a często nawet rozerwanie kolektora ssącego. Zazwyczaj w takich sytuacjach uszkodzeniu ulega również przepływomierz powietrza i czujnik ciśnienia bezwzględnego (tzw. MAP). Wyjątkowo silny backfire może też spowodować pojawienie się ognia w komorze silnika i w konsekwencji doprowadzić do groźnego w skutkach pożaru.  

Dlaczego wybucha ...

Odpowiedź na to pytanie nie jest prosta, ponieważ na niekontrolowane eksplozje mieszanki paliwowo-powietrznej wpływa wiele czynników. Jednym z nich jest obecność węglowodorów, które dopalają się w kolektorze wydechowym po otwarciu zaworu wydechowego. Powstająca w ten sposób wysoka temperatura, przy jednoczesnym otwarciu zaworów ssącego i wydechowego, prowadzi do zainicjowania zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej znajdującej się w kolektorze ssącym. Kolejnym czynnikiem mogącym wpływać na powstawanie zjawiska backfire, jest sam skład mieszanki. W przypadku obecnie stosowanych instalacji LPG, które są wyposażone w tzw. mieszalnik, za niekontrolowane wybuchy może być odpowiedzialne podciśnienie w kolektorze ssącym. Dzieje się tak np. po gwałtownym uchyleniu przepustnicy powodującym znaczne zubożenie mieszanki paliwowo-powietrznej.

... i jak temu zapobiegać?

W samochodowych układach zasilania gazem stosuje się różnego rodzaju zabezpieczenia, mające minimalizować ryzyko powstawania groźnego zjawiska backfire. Jednym z najczęściej montowanych są tzw. klapy zwrotne. Ich podstawowym zadaniem jest bezpośrednia ochrona kolektora ssącego, a także przepływomierza powietrza. W praktyce chodzi o wypuszczanie zapalonych już gazów z kolektora i niedopuszczaniu do ich dopalania się w jego wnętrzu. W przypadku instalacji LPG, szczególnie ważna jest również dbałość o elementy układu zapłonowego. Dotyczy to głównie cewki zapłonowej, świec oraz przewodów wysokiego napięcia. W przypadku tych dwóch ostatnich, w układach zasilanych gazem dochodzi do ich szybszego zużycia eksploatacyjnego, niż w silnikach benzynowych. W świecach wypalają się elektrody, zaś izolacja przewodów wysokiego napięcia traci odporność na przebicia. Eksploatacja zużytych świec i przewodów, może prowadzić do tzw. zjawiska wypadania zapłonów, a także do wspomnianych już wyżej niekontrolowanych wybuchów (backfire). Nie zawsze jednak za wypadanie zapłonów odpowiedzialne są bezpośrednio przewody zapłonowe. Mogą je bowiem powodować np. niedomykające się zawory, osady gromadzące się na elektrodach świec, a wreszcie niewłaściwy skład mieszanki paliwo-powietrznej. 

Ulot, czy wyładowanie iskrowe?

Na zakończenie warto jeszcze zaznajomić się z innym zjawiskiem, za występowanie którego obarcza się przebitą izolację na przewodach zapłonowych. Są to tzw. wyładowania niezupełne, określane również mianem ulotu czy zjawiska korony, mylone często z wyładowaniem iskrowym. O co chodzi? Zjawisko ulotu polega na ruchu jonów w warstwie powietrza przylegającej bezpośrednio do przewodów. Podczas powstania wysokiego napięcia pojawia się bladofioletowe zabarwienie wokół przewodu, wraz z ze słabo słyszalnym szelestem. Na powstanie tego zjawiska wpływa szereg czynników. Wśród najważniejszych są zawilgocenie lub zabrudzenie samych przewodów, a także postępujące ich zużycie eksploatacyjne.