Gas Fahrzeuge LPG und CNG

Übersicht Autogas Fahrzeuge

Fahrzeugumruestung Autogas LPG & CNG

Technik
Venturitechnik
Teilsequenzielle Anlagen
Vollsequenzielle Anlagen
LPI Anlagen

Eine Umrüstung der PKW auf Flüssiggas (LPG) ist relativ unkompliziert. Fast jedes Fahrzeug mit Ottomotor kann für 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 beträgt 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 möglich. Die Reichweite beträgt je nach Verbrauch 350 km bis 1000 km. Beim Umbau bleibt der Benzintank erhalten, so dass das Fahrzeug wahlweise mit Benzin oder Flüssiggas betrieben werden kann (bivalenter Antrieb). Das Umschalten zwischen Benzin- und Flüssiggasbetrieb kann automatisch oder manuell wärend der Fahrt erfolgen. Mit dem Einbau ist also auch eine erhebliche Reichweitenerhoehung verbunden, sofern auch noch entsprechend Benzin mitgeführt wird. Gegenüber Benzin muss je nach gewähltem System (siehe unten) ein volumetrischer Mehrverbrauch von 5 bis 20 % für LPG angesetzt werden, da Flüssiggas eine geringere Dichte aufweist. Zum Vergleich: Superbenzin mit 95 Oktan hat eine Dichte von ca. 0,76 g/cm³, Flüssiggas 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 flüssige Gas dem Motor über einen Verdampfer und Druckregler gasfoermig zugefuehrt wird. Der Verdampfer muss zur Kompensation der Verdunstungskaelte („Kaeltesprayeffekt“) mit Kühlwasser 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 Kühlwasser 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 fördern 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 Lösung. 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 höheren 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 häufig über einen eigenen programmierbaren Kennfeldgeber für 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 über ein eigenes Dosierventil je Zylinder. Diese modernen Anlagen verfuegen häufig nicht mehr über einen eigenen autonomen Kennfeldrechner, sondern rechnen das im Bordcomputer abgelegte Einspritzkennfeld für Benzin auf aequivalente Gasmengen um. Daher ist die Umrüstung und Programmierung einfacher, erfordert jedoch eine sequenzielle oder gruppensequenzielle Benzineinspritzung. Modere Fahrzeuge verfuegen bereits seit Mitte der 90er Jahre über diese Technik. Die Einführung 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 über die derzeit gueltige (bzw. dem Fahrzeug entsprechende) Abgasnorm zu verlangen, da sonst eine Abnahme (TÜV) in Deutschland nicht (bzw. nur sehr schwer, also teuer) zu erhalten ist. Ebenso ist eine Bescheinigung über den korrekten Einbau sowie die Dichtheitspruefung gemäss 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 Abkürzung für 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 höhere Motorleistung. Somit ist ein Leistungsverlust gegenüber 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.