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Autogaszentrum Alb-Donau
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Autogaszentrum Alb-Donau

KFZ-Zimmermann
Justinger Weg 25
72535 Heroldstatt-Sontheim

Tel.: 07389-201420
E-Mail

 

Technik von Flüssiggasfahrzeugen



Autogasumbau bei einem Seat Leon

Mit Autogas betriebene KFZ werden entweder mit Benzin gestartet und danach je nach eingebauter
Anlage per Schalter oder automatisch auf Gasbetrieb umgestellt, um eventuelle Warmlaufprobleme
zu umgehen, oder sie starten direkt mit Autogas. Es wird zwischen Venturi-Anlagen, sequenziellen
Anlagen und 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 gasförmig zugeführt wird. Da das Gas beim
Verdampfen ähnlich wie Kältespray stark abkühlt, wird der Verdampfer mit Kühlwasser beheizt. Aus
diesem Grund schalten die meisten Autogasanlagen erst ab ca. 30 °C Kühlwassertemperatur auf Gas,
um ein Vereisen der Verdampfer bei niedrigen Außentemperaturen zu verhindern.

Seit 1995 werden auch LPI-Anlagen angeboten. Diese Systeme fördern mittels einer Kraftstoffpumpe
flüssiges Gas unter Druck in einer Ringleitung, von wo es durch Dosierventile in flüssiger Form in
den Ansaugtrakt gespritzt wird. Durch die für die Verdunstung aufgenommene Wärme kommt es zu
einem Kühleffekt der Ansaugluft, abhängig vom Gasdurchsatz verringert sich die Ansaugtemperatur
um 5 bis maximal 15 Kelvin. Dadurch kommt es zu einer geringfügigen Leistungssteigerung
(siehe Turbomotor / Ladeluftkühler) respektive zu einem geringeren Leistungsverlust bezogen auf
Verdampferanlagen. Zur Verbrennung wird Kraftstoff und der in der Luft enthaltene Sauerstoff
benötigt. Kalte Luft enthält je Volumen mehr Sauerstoff als warme. Bei einem klassischen Benzinmotor
wird der Kraftstoff als Aerosol eingespritzt, welcher faktisch kein Volumen benötigt. Gasförmige
Kraftstoffe verdrängen Luft und senken so die Sauerstoffmenge im Zylinder. Bei LPG werden
theoretisch 3 % der Luft verdrängt, bei Erdgas bis zu 10 %.

Die Autogasverbrennung erfolgt bei geringeren Schadstoffemissionen und erhöhter Laufruhe. Diese
Effekte sind u.a. auf die hohe Klopffestigkeit von 105 bis 115 Oktan zurückzuführen sowie auf die
homogene Gemischbildung. Gase sind im Gegensatz zu Aerosolen sehr schnell und sehr gleichmäßig
mit der Verbrennungsluft mischbar. Durch die Vermeidung lokaler Luftmängel bzw. -Überschüsse
wird die Bildung von unerwünschten Verbrennungsnebenprodukten wie Kohlenmonoxid,
teil-/unverbrannten Kohlenwasserstoffen oder Stickoxiden unterdrückt.

Zum Thema Sicherheit schreibt der ADAC: „Es gibt keine Hinweise aus der Praxis, dass bei diesen
Fahrzeugen ein erhöhtes Sicherheitsrisiko besteht, auch nicht aus jenen Ländern, wo relativ viele
Autogasautos zugelassen sind. Crash- und Brandtests zeigen, dass Autogasautos nicht gefährlicher
sind als vergleichbare Benzinfahrzeuge.“ Autogastanks und deren Rohrverbindungen sind mit
unterschiedlichen Sicherungssystemen ausgestattet: So ist der Füllleitungsanschluss mit einem
Rückschlagventil versehen, das bei einem Rohrabriss das Austreten von Gas verhindert. Die
Beförderungsleitung in den Motorraum ist direkt bei der Tankentnahme mit einem Magnetventil
gesichert, das bei Stromverlust sofort schließt. Bei einem zu hohen Druckverlust schaltet das
Gassteuergerät sofort auf 0 Volt, wodurch das Ventil geschlossen wird. Sollte bei einem Unfall die
Fahrzeugstromversorgung nicht mehr funktionieren, dann ist das beschriebene Magnetventil aufgrund
des Stromverlusts auf jeden Fall geschlossen.

Im Falle eines Brands sind die meisten Tanks bis zu einem Überdruck von 30-35 bar geprüft
(Abpressdruck ca. 60-90 bar). Je nach Tankart (1-Loch/4-Loch) ist entweder ein separates
Überdruckventil oder ein in das Multiventil integriertes Überdruckventil verbaut. Dieses öffnet bei
einem Druck von ca. 25-28 bar, wodurch sichergestellt ist, dass das Gas im Brandfall kontrolliert
abgelassen wird und der Tank nicht bersten kann.


Venturi-Technik


Motor eines KIA Pride mit
Venturi-Technik-Autogasanlage

Überdruckventil am
Ansaugstutzen

Überdruckventil am
Luftfilterkasten
Schalter (links) zum manuellen Umschalten von Benzin auf Gas und umgekehrt

Die Venturi-Technik ist die älteste und preiswerteste Lösung. Hierbei wird eine Venturi-Düse vor die
Drosselklappe in den Ansaugkanal montiert, die der Ansaugluft selbsttätig Gas beimischt, das aus
einem unterdruckgesteuerten Verdampfer angefordert wird. Das Arbeitsprinzip ist einem Vergaser
ähnlich. Diese Technik funktioniert grundsätzlich auch ohne jegliche Regelung, lediglich der Verdampfer
wird auf ein bestimmtes Kraftstoff-Luft-Gemisch eingestellt. Aktuelle geregelte Venturi-Anlagen
verfügen dennoch über ein Steuergerät, das u. a. die vorhandene Lambdasonde auswertet und das
Gemisch durch Feinregelung der Gasmenge optimiert. Durch die prinzipbedingte Verengung des
Ansaugquerschnitts ist bei Venturi-Anlagen mit leichtem Leistungsverlust und Mehrverbrauch zu rechnen.
Zudem kann es bei dieser Technik zu einer Rückverbrennung im Ansaugtrakt kommen. Dieses als Backfire
bekannte Phänomen kann auftreten, wenn durch Fehler der Zündanlage oder Fehlbedienung
(Beschleunigen mit Vollgas aus dem Stand) das bei dieser Technik ständig im Ansaugtrakt befindliche
Gas entzündet wird. In den Ansaugstutzen und/oder in den Luftfilterkasten eingebaute Überdruckventile,
die sich im Falle der Explosion öffnen und den Druck entweichen lassen, können Schäden durch Backfire
verhindern. Die (geregelte) Venturitechnik ist bis zur Abgasnorm Euro 2 (bzw. z. T. auch D3) ohne
Verlust einer Steuerklasse geeignet.



Teilsequenzielle Anlagen



Verdampfer, Gasmengenregler und Gasmengenverteiler einer teilsequenziellen LPG-Anlage in einem
Audi 100 2.3 E

Teilsequenzielle Anlagen verwenden ein elektronisch gesteuertes Dosierventil, welches das Gas
mittels eines sternförmigen Gasverteilers in die Ansaugstutzen der Zylinder einbläst. Eine
Querschnittsverengung im Ansaugtrakt und damit ein Leistungsverlust findet nicht statt. Ebenso
ist die Backfire-Gefahr geringer, da das Gas unmittelbar vor den Einlass-Ventilen zugeführt wird
und sich daher kein maßgebliches zündfähiges Gemisch im Ansaugtrakt befindet. Diese Anlagen
verfügen häufig über einen eigenen programmierbaren Kennfeldgeber für den Gasbetrieb, der lediglich
das Signal der Lambdasonde, die Drehzahl (z.B. Nockenwellensensor) und die Drosselklappenstellung
vom Fahrzeug abgreift. Daher lassen sich auch ältere Fahrzeuge bis zur Schadstoffnorm Euro 3 mit
diesem System ausstatten. Allerdings werden die teilsequenziellen Anlage inzwischen recht selten
angeboten. Diese sind gegenüber einer Venturi erheblich teurer in der Anschaffung und durch das zu
programmierende Kennfeld aufwändiger einzustellen. Daher übersteigt der Preis häufig den Restwert
des umzurüstenden Fahrzeugs.


Vollsequenzielle Anlagen



Quelle: 1. Wikipedia
Quelle: 2. Wikipedia
Quelle: 3. Wikipedia



Betankung



Anschluss ans weltweite Gasnetz

Tanken dauert unmerklich länger als bei Benzin. Angegeben wird die getankte Autogasmenge, wie bei Benzin, in Litern und an der Zapfsäule abgelesen. Um dem Gas, z. B. im Sommer, ausreichend Volumen
zur Ausdehnung zu geben, beträgt der Inhalt des Autogas-Tanks nur etwa 80 % des Volumens. Betankt wird über ein geschlossenes System, aus dem kein Gas entweichen kann. Damit sich kein unzulässiger Druck im Tank aufbauen kann, ist ein automatischer Füllstopp eingebaut, der dies verhindert.

Ein einheitlicher europäischer Anschluss namens „Euronozzle“ ist für die Zukunft geplant. Jedoch
erscheint es allerdings heute durchaus noch ratsam, bei Fahrten ins Ausland entsprechende Adapter
mit sich zu führen, da weltweit drei verschiedene Anschluss-Systeme verbreitet sind. Alle Tankadapter
für In- und Ausland erhalten Sie in unserem All-inklusive Service-Paket!

ACME-Anschluss: Belgien, Deutschland, Irland, Luxemburg, USA, Kanada, Australien,
   teilweise: Österreich und Schweiz

Bajonett-Anschluss: Großbritannien, Niederlande, Spanien, Norwegen

Dish-Anschluss: Frankreich, Deutschland, Griechenland, Italien, (teilweise: Österreich und Schweiz),
   Polen, Portugal, Tschechien, Ungarn, …



Systeme







Tanks



Ob Zylinder oder Ring– Hauptsache Gas!

Bei LPG Tanks ist eine Vielzahl von Tankformen mit einem Betriebsdruck von nur 8 bis 12 bar
möglich. Ringtanks mit einem Fassungsvermögen von bis zu 70 Litern werden in der Reserveradmulde
montiert – ohne jeglichen Kofferraumverlust. Zylindertanks werden sogar mit bis zu 200 Litern
angeboten – jedoch müssen sie im Kofferraum platziert werden.

Ein Autogas-Tank besteht aus etwa 3,5 mm starkem Stahl und hält selbst einem wuchtigen
Aufprall stand. Für den Fall, dass eine Gasleitung vom Tank getrennt werden sollte, schließen
elektromagnetische Ventile den Tank sofort sicher und zuverlässig ab – so kann kein Flüssiggas
ausströmen.


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