Renault opatentowało butlę LPG nad podłogą: innowacja w modelu QM6 LPe

Francuska marka Renault zarejestrowała nowatorskie rozwiązanie patentowe, w którym fabryczna butla LPG została całkowicie odizolowana od podłogi bagażnika. Zamiast spoczywać bezpośrednio na blasze wnęki koła zapasowego, 80-litrowy zbiornik toroidalny został podwieszony na dedykowanych wspornikach i unosi się nad konstrukcją nośną. System ten zadebiutował na rynku południowokoreańskim w modelu Renault QM6 LPe, eliminując uciążliwy problem drgań kabiny oraz wyznaczając nowe standardy ochrony pasażerów w razie kolizji.

Technologia wtrysku LPLi i wyzwanie wibracji

Model Renault QM6 LPe to południowokoreański odpowiednik znanej w Europie drugiej generacji SUV-a Renault Koleos. Pod maską pojazdu pracuje czterocylindrowy silnik 2.0 LPe o pojemności 1998 cm³, generujący moc 140 KM, spięty z bezstopniową przekładnią automatyczną CVT. W przeciwieństwie do popularnych na rynku europejskim instalacji IV generacji, które wykorzystują reduktor oraz wtrysk fazy lotnej, wariant koreański korzysta z zaawansowanego układu LPLi (Liquid Petroleum Liquid Injection).

W systemie LPLi gaz jest podawany do silnika bezpośrednio w stanie ciekłym. Wymaga to jednak zastosowania zanurzonej w zbiorniku elektrycznej pompy wysokociśnieniowej. Urządzenie podczas ciągłej pracy wytwarza charakterystyczne wibracje i pulsacje mechaniczne. W tradycyjnych instalacjach, gdzie toroidalny zbiornik gazu spoczywa bezpośrednio na dnie wnęki koła zapasowego, wiotka blacha nadwozia działa jak rezonator głośnikowy. Drgania pompy przenoszą się wówczas prosto na konstrukcję podłogi, a stamtąd na fotele i do uszu podróżnych, obniżając komfort akustyczny podróży.

Pływająca konstrukcja i mocowanie do podłużnic

Odpowiedzią inżynierów Renault Korea okazało się całkowite przeprojektowanie punktów podparcia zbiornika. Zastosowano tak zwaną konstrukcję „pływającą”. Toroidalna butla LPG o pojemności 80 l nie dotyka dna ani bocznych ścianek wnęki koła zapasowego – dzieli ją od nich stały prześwit powietrzny. Zbiornik zamocowano na sztywnych, zamkniętych profilach nośnych, które przykręcono bezpośrednio do podłużnic nadwozia.

Odseparowanie butli od poszycia podłogi zlikwidowało najprostszą drogę, którą fale wibracyjne pompy docierały do kabiny. Jednocześnie przeniesienie punktów mocowania na podłużnice rozwiązało poważny problem bezpieczeństwa biernego. Tradycyjnie mocowany, 80-litrowy zbiornik gazu stanowi znaczną masę skupioną, która podczas silnego uderzenia w tył pojazdu potrafi wyrwać cienką blachę podłogi i przesunąć się w stronę pasażerów. W rozwiązaniu Renault obciążenie zderzeniowe trafia wprost na najsztywniejsze elementy strukturalne szkieletu pojazdu, zaprojektowane do pochłaniania energii wypadku. Skuteczność tej konstrukcji potwierdziły oficjalne południowokoreańskie testy zderzeniowe KNCAP, w których Renault QM6 LPe uzyskało najwyższą, pierwszą klasę bezpieczeństwa.

Współpraca z POSCO: zaawansowany stop stali dla zbiornika 80 l

Prace konstrukcyjne objęły nie tylko ramę montażową, lecz także strukturę samego zbiornika. Renault podjęło ścisłą współpracę z południowokoreańskim gigantem hutniczym POSCO, aby opracować lżejszy i bardziej wytrzymały stop stali o podwyższonej wytrzymałości (AHSS).

Z danych udostępnionych przez Renault Korea wynika, że zoptymalizowana butla toroidalna cechuje się wyraźnym postępem technologicznym względem starszych konstrukcji walcowych i tradycyjnych zbiorników gazowych. Ścianka nowego zbiornika zyskała około 15 proc. grubości, a graniczna wytrzymałość materiału na rozciąganie urosła o jakieś 20 proc. Jednocześnie masę własną całego elementu udało się obniżyć o mniej więcej 10 proc., podczas gdy ciśnienie rozerwania podskoczyło o ponad 6 proc. Uzyskany przez markę patent chroni sposób integracji butli z podłużnicami oraz separacji wibracyjnej, a technologia trafiła seryjnie do SUV-a Renault QM6 LPe oraz sedana Renault SM6 LPe.

Fabryczna integracja LPG a perspektywy rynku

Rozwiązanie wdrożone w modelu Renault QM6 LPe uwypukla fundamentalną różnicę pomiędzy fabryczną integracją instalacji gazowej a jej późniejszym, rzemieślniczym montażem na rynku wtórnym. Gdy napęd zasilany LPG jest uwzględniony już w fazie projektowania platformy podwoziowej, konstruktorzy mogą precyzyjnie przeliczyć rozkład mas, sztywność skrętną oraz dynamikę odkształceń nadwozia podczas kolizji, a także dostroić nastawy zawieszenia do stałego obciążenia w tylnej części pojazdu.

Grupa Renault od lat utrzymuje pozycję lidera w segmencie fabrycznych instalacji gazowych, czego dowodem jest niesłabnąca popularność modeli napędzanych autogazem w Europie. Kolejnym krokiem w rozwoju zrównoważonych źródeł napędu staje się synergia instalacji gazowej z elektryfikacją, czego przykładem jest napęd Dacia Tribrid, łączący silnik spalinowy, elektryczny oraz instalację gazową w ramach jednego układu hybrydowego. Przykład koreańskiego patentu pokazuje jednak, że postęp technologiczny w dziedzinie autogazu to nie tylko oprogramowanie sterowników i precyzja wtryskiwaczy, ale również czysta inżynieria mechaniczna, w której kilkucentymetrowy odstęp powietrzny potrafi zasadniczo zmienić komfort eksploatacji pojazdu.