Gas Fahrzeuge LPG und CNG

uebersicht Autogas Fahrzeuge

Fahrzeugumruestung Autogas LPG & CNG

Technik
Venturitechnik
Teilsequenzielle Anlagen
Vollsequenzielle Anlagen
LPI Anlagen

Eine Umruestung der PKW auf Fluessiggas (LPG) ist relativ unkompliziert. Fast jedes Fahrzeug mit Ottomotor kann fuer etwa 1500 bis 3500 Euro (je nach Zylinderzahl und der zu erreichenden Abgasnorm) umgebaut werden; ausgenommen sind (derzeit noch) Motoren mit Benzin-Direkteinspritzung. Das Leergewicht einer LPG-Anlage betraegt etwa 40 kg. Der Tank findet seinen Platz entweder in der Reserveradmulde (34 bis 85 Liter, das Reserverad wird dann durch ein Pannenspray ersetzt) oder im Kofferraum (60 bis 200 Liter). Auch Unterflurtanks sind moeglich. Die Reichweite betraegt je nach Verbrauch 350 km bis 1000 km. Beim Umbau bleibt der Benzintank erhalten, so dass das Fahrzeug wahlweise mit Benzin oder Fluessiggas betrieben werden kann (bivalenter Antrieb). Das Umschalten zwischen Benzin- und Fluessiggasbetrieb kann automatisch oder manuell waehrend der Fahrt erfolgen. Mit dem Einbau ist also auch eine erhebliche Reichweitenerhoehung verbunden, sofern auch noch entsprechend Benzin mitgefuehrt wird. Gegenueber Benzin muss je nach gewaehltem System (siehe unten) ein volumetrischer Mehrverbrauch von 5 bis 20 % fuer LPG angesetzt werden, da Fluessiggas eine geringere Dichte aufweist. Zum Vergleich: Superbenzin mit 95 Oktan hat eine Dichte von ca. 0,76 g/cm³, Fluessiggas je nach Mischungsverhaeltnis zwischen 0,51 und 0,56 g/cm³.

Technik

Mit Autogas betriebene Kfz werden entweder auf Benzin gestartet und danach automatisch auf Gasbetrieb umgestellt, um eventuelle Warmlaufprobleme zu umgehen, oder sie laufen direkt auf Autogas. Es wird zwischen Venturianlagen, sequenziellen Anlagen sowie LPI-Anlagen unterschieden.

Die ersten beiden Anlagentypen haben gemeinsam, dass das im Tank unter Druck befindliche fluessige Gas dem Motor ueber einen Verdampfer und Druckregler gasfoermig zugefuehrt wird. Der Verdampfer muss zur Kompensation der Verdunstungskaelte („Kaeltesprayeffekt“) mit Kuehlwasser geheizt werden. Daher wird bei vielen Autogasanlagen dieser Typen erst bei einer gewissen Kuehlwassertemperatur auf Gas umgeschaltet (ca. 30°C). Dabei ist zu beachten, dass selbst das Kuehlwasser eines anfangs noch kalten Motors zum Heizen benutzt werden kann, da Butan bei -0,5 °C und Propan bei -42 °C fluessig wird.

Seit 2004 werden auch LPI-Anlagen angeboten. Diese Systeme foerdern mittels einer Kraftstoffpumpe fluessiges Gas unter Druck in einer Ringleitung, von wo es durch Dosierventile in fluessiger Form in den Ansaugtrakt gespritzt wird. Durch die Verdunstungskaelte kommt es zu einem Kuehleffekt der Ansaugluft, der je nach Last 5 bis 15 K betragen kann. Dadurch kommt es zu einer geringfuegigen Leistungssteigerung (siehe Turbomotor/Ladeluftkuehler).

Die Autogasverbrennung erfolgt bei geringeren Schadstoffemissionen und erhoehter Laufruhe. Letztere ist auf die hohe Klopffestigkeit von 105 bis 115 Oktan zurueckzufuehren.

Zum Thema Sicherheit schreibt der ADAC: „Es gibt keine Hinweise aus der Praxis, dass bei diesen Fahrzeugen ein erhoehtes Sicherheitsrisiko besteht, auch nicht aus jenen Laendern, wo relativ viele Autogasautos zugelassen sind. Crash- und Brandtests zeigen, dass Autogasautos nicht gefaehrlicher sind als vergleichbare Benzinfahrzeuge.“ Autogastanks sind mit Rohrabrissventilen ausgestattet. Sollte bei einem Crash der Tank aus der Halterung gerissen werden und Leitungen abreissen, so werden die entsprechenden Anschluesse sofort versiegelt. Alle Tanks sind mit Schmelzsicherungen ausgestattet, sodass im Brandfall Gas kontrolliert entweichen und abbrennen kann, um ein spontanes Bersten des Stahltanks durch grosse Hitze zu vermeiden.

Venturitechnik

Die Venturitechnik ist die aelteste und preiswerteste Loesung. Hierbei wird ein unterdruckgesteuertes Dosierventil in den Ansaugstutzen montiert und Gas unterdruckgesteuert dosiert. Durch die Verengung des Ansaugquerschnitts ist mit einem leichten Leistungsverlust und einem hoeheren Mehrverbrauch zu rechnen. Diese Technik ist bis zur Abgasnorm E2 ohne Verlust einer Steuerklasse geeignet.

Teilsequenzielle Anlagen

Teilsequenzielle Anlagen verwenden ein praeziseres elektronisch gesteuertes Dosierventil, welches das Gas mittels eines sternfoermigen Gasverteilers in die Ansaugstutzen der Zylinder leitet. Eine Querschnittsverengung und damit ein Leistungsverlust findet nicht statt. Diese Anlagen verfuegen haeufig ueber einen eigenen programmierbaren Kennfeldgeber fuer den Gasbetrieb. Daher lassen sich auch aeltere Automobile und Pkw bis zur Schadstoffnorm Euro 3 mit diesem System ausstatten.

Vollsequenzielle Anlagen

Vollsequenzielle Anlagen (zur Zeit Stand der Technik) verfuegen ueber ein eigenes Dosierventil je Zylinder. Diese modernen Anlagen verfuegen haeufig nicht mehr ueber einen eigenen autonomen Kennfeldrechner, sondern rechnen das im Bordcomputer abgelegte Einspritzkennfeld fuer Benzin auf aequivalente Gasmengen um. Daher ist die Umruestung und Programmierung einfacher, erfordert jedoch eine sequenzielle oder gruppensequenzielle Benzineinspritzung. Modere Fahrzeuge verfuegen bereits seit Mitte der 90er Jahre ueber diese Technik. Die Einfuehrung der Schadstoffnormen Euro 3 und Euro 4 mit EOBD (Euro-On-Board-Diagnose) machte dann die sequenzielle Benzineinspritzung zwingend erforderlich. Die Abgasnorm Euro 4 wird problemlos erreicht bzw. unterboten (behaupten zumindest die Umruester - was nicht immer zutrifft). Auf jeden Fall ist eine Abgasbestaetigung ueber die derzeit gueltige (bzw. dem Fahrzeug entsprechende) Abgasnorm zu verlangen, da sonst eine Abnahme (TueV) in Deutschland nicht (bzw. nur sehr schwer, also teuer) zu erhalten ist. Ebenso ist eine Bescheinigung ueber den korrekten Einbau sowie die Dichtheitspruefung gemaess VDTueV 750, etc. zu verlangen. (Dies ist auch bei den vorgenannten Systemen notwendig und bei im Ausland eingebauten Anlagen oft nicht vorhanden.)

LPI Anlagen

LPI ist die Abkuerzung fuer Liquid Propane Injection und heisst uebersetzt Fluessig-Propan-Einspritzung, d.h. Fluessiggaseinspritzung. Die sequenzielle Gaseinspritzung in fluessiger Form stellt wohl die neueste (sogenannte 5.) Generation der Autogassysteme dar. Der grosse Vorteil des Einspritzens in fluessiger Form ist die kuehlende Wirkung des verdampfenden Autogases (Innenkuehlung) im Verbrennungsraum, hier ergibt sich ein besserer Fuellungsgrad in den einzelnen Zylindern und somit eine hoehere Motorleistung. Somit ist ein Leistungsverlust gegenueber dem Benzinbetrieb kaum bzw. gar nicht spuerbar. Obwohl diese Technik bereits Anfang der 90er Jahre vorgestellt wurde, haben Probleme im Detail allerdings bis zum heutigen Tage eine weitere Verbreitung dieser Technik verhindert.