Flüssiggas oder LPG

Stichwort: LPG, LPG, Brenngaszusammensetzung, Eigenschaften.

LPG ist eine Mischung von Kohlenwasserstoffen mit niedrigem Molekulargewicht und drei oder vier Kohlenstoffatomen, dh Propan, Propylen, n-Butan, Isobutan, Butenen in unterschiedlichen Anteilen. Die Herstellung dieses Brennstoffs erfolgt aus der Verarbeitung von Rohöl in Raffinerien und der Trennung (Entgasung) von Erdgas (Methan-Ethan).

Flüssiggas kann auch geringe Mengen an Methan, Ethylen, Pentan und Pantenen sowie ausnahmsweise Kohlenwasserstoffe wie Butadiene, Acetylen und Methylacetylen enthalten.

Diese letzteren Kohlenwasserstoffe liegen nur als Nebenprodukte bei der Herstellung von Olefinen für die petrochemische Verwendung vor. Neben Kohlenwasserstoffen werden Schwefelverbindungen (Mercaptane und Alkylsulfide) manchmal in extrem geringen Mengen gefunden, die jedoch im Hinblick auf die Korrosivität des Produkts von einiger Bedeutung sind.

wichtigste Eigenschaften

LPGs sind bei Umgebungstemperatur unter niedrigem Druck (4 bis 18 Atmosphären) leicht zu verflüssigende Gase: Diese Funktion ermöglicht eine einfachere Lagerung und einen einfacheren Transport als nicht kondensierbare Gase wie Methan, Ethan, Ethylen , die sehr hohe Drücke erfordern, um bei Raumtemperatur verflüssigt zu werden.

· Raffinierte LPGs sind im Allgemeinen nahezu geruchlos und aufgrund ihrer hohen Flüchtigkeit extrem entflammbar. Sie können bei Kontakt mit Luft explosive Gemische abgeben. Um sie besser zu erkennen oder mögliche Lecks zu erkennen, wird ihnen durch geeignete Substanzen (Mercaptane) ein besonderer Geruch verliehen.

  • LPGs sind nicht wirklich giftig: Sie haben höchstens eine leichte Anästhesiekraft, wenn sie längere Zeit inhaliert werden und Migräne und Magenverstimmung verursachen können.

 

  • LPG verdunstet, wenn es sich in flüssiger Form aus einem unter Druck stehenden Behälter ausbreitet, und erzeugt Kälte: Bei Kontakt mit der Haut verursacht es charakteristische Verbrennungen, die als „kalte Verbrennungen“ bezeichnet werden.

Die physikalisch-chemischen Eigenschaften von LPG (Destillationskurve, Dampfdruck, Dichte, Wärmeeffizienz in Motoren, etc ...) abhängig von deren Gehalt an verschiedenen Kohlenwasserstoffe.

Kommerzielle Produkte unterscheiden sich stark voneinander. Darüber hinaus sind ihr Dampfdruck, ihr spezifisches Gewicht und ihre Klopfeigenschaften sehr empfindlich gegenüber Änderungen der Umgebungstemperatur. Die Methoden zur Berechnung der Oktanzahl sind neu (ASTM-CFR-Motor unter Betriebsbedingungen Motor Method Standard ASTM D 2623).

Tests haben gezeigt, dass ein Index von 92 als Mindestwert für das Betanken von Autos angesehen werden sollte, die diese Art von Kraftstoff verwenden. LPGs, die olefinische Kohlenwasserstoffe (insbesondere Propylen) enthalten, können zu Detonations- und Vorzündungsphänomenen führen, die umso empfindlicher sind, als ihr Gehalt an olefinischen Kohlenwasserstoffen größer und das Verdichtungsverhältnis des Motors höher ist. .

Gleiches gilt für LPGs mit hohem n-Butangehalt. In diesem Zusammenhang schreibt die NGPA, die für die Vereinheitlichung der Standards in Amerika zuständig ist, vor, dass LPGs (Spezifikation HD-5) maximal 5 Vol .-% Propylen enthalten dürfen.

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Vergleich mit Benzin

Der Heizwert von Flüssiggas entspricht praktisch dem von Benzin, wenn er in Kilokalorien pro Kilo Kraftstoff ausgedrückt wird. Diese Werte sind jedoch sehr unterschiedlich, wenn sie in Kilokalorien pro Liter Flüssigbrennstoff bei 15 ° C ausgedrückt werden.

Diese Vielfalt ergibt sich aus dem Dichteunterschied zwischen LPG und Benzin: Im Durchschnitt beträgt die Dichte eines LPG bei 15 ° C 0.555 kg / Liter und die von Benzin 0.730 kg / Liter. Ein mit Benzin betriebener Motor entwickelt 10 bis 12% mehr Leistung, weist aber auch einen höheren spezifischen Verbrauch und einen geringeren Gesamtwirkungsgrad auf als ein mit Flüssiggas betriebener Motor.

Heizwerte der beiden Brennstoffe praktisch gleich ist, die Leistungsabnahme mit der GPL gesehen auf einen niedrigeren Zylinderfüllung fällig ist, sind die Ursachen:

  • Das Vorhandensein eines Mischers zwischen dem Luftfilter und dem Vergaser (der Druckabfall im Ansaugkanal führt zu einer Leistungsabnahme von 5 bis 6%). Eine angemessene Anordnung des Gaseinlasses, die durch Perforieren des Vergasers und Anbringen einer Düse erhalten wird, die direkt in den engsten Abschnitt des Venturi sendet, würde es ermöglichen, diesen Leistungsverlust erheblich zu dämpfen.

 

  • Eine wärmere Mischung und daher weniger dicht, da die Verdampfung von LPG in einem Reduktionsverdampfer erfolgt. Der Kraftstoff tritt bereits heiß in den Vergaser ein, während das Luft / Benzin-Gemisch durch die latente Verdampfungswärme des Benzins gekühlt wird. Der aufgezeichnete Leistungsverlust liegt in der Größenordnung von 5 bis 6%, ist jedoch unvermeidlich, da das Versorgungsgerät das bereits vorhandene LPG senden muss, um ein konstantes Luft / Kraftstoff-Verhältnis zu gewährleisten der gasförmige Zustand im engsten Abschnitt des Vergasers.

Bessere Leistung für LPG

Die Steigerung des Gesamtwirkungsgrades von LPG im Vergleich zu Benzin kann durch eine bessere Verbrennung aufgrund einer größeren Homogenität des Gas / Luft-Gemisches und durch die Tatsache erklärt werden, dass die Einstellung des Mischers so durchgeführt wird, dass ein Maximum erhalten wird Leistung bei minimalem Verbrauch liefert eine etwas magerere Mischung. Da LPGs unterschiedlicher Zusammensetzung auch ein unterschiedliches spezifisches Gewicht aufweisen, ergibt sich bei gleicher Mischereinstellung ein unterschiedlicher Gewichtsverbrauch.

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Da davon ausgegangen werden kann, dass bei konstanter Drehzahl auch die vom Motor benötigte Luftmenge konstant ist, entspricht jedem Gasstrom ein anderes Luft / Kraftstoff-Verhältnis. Infolgedessen werden für LPGs unterschiedlicher Zusammensetzung unterschiedliche Verbrauchswerte und Ausbeuten erzielt, was nicht die Tatsache beeinträchtigt, dass bei einer Einstellung des Mischers, der an jede Art von Gas angepasst ist, immer eine maximale Leistung mit einem Minimum von XNUMX aufgezeichnet wird Verbrauch.

Unter der Annahme, dass die Verwendung von Flüssiggas einen Leistungsverlust von etwa 12% verursacht, erlauben Flüssiggasanlagen nicht weniger, bei ordnungsgemäßer Regulierung einen geringeren spezifischen Kraftstoffverbrauch zu erzielen, d. H. das heißt eine größere Anzahl von Pferden pro Kilo Flüssiggas.

LPG mechanische Vorteile

Neben dem ausschließlich wirtschaftlichen Faktor sollte ein weiterer Grund die Verwendung von Flüssiggas der Verwendung von Benzin vorziehen: Es gewährleistet eine längere Lebensdauer des Motors von ca. 50%.

  • Seine Verbrennung vollständiger ist als die von flüssigen Brennstoffen, in einer Verringerung von Ablagerungen in der Verbrennungskammer resultierenden und die Kolben: einen flexiblen Betrieb, ohne Detonation, was zu einer besseren Arbeitsbedingungen, Pleuel, Lager und ancillaries.

 

 

  • Die gasförmige Natur des Kraftstoffs beim Eintritt in den Motor verhindert das Waschen der Zylinderwände während Phasen hoher Beschleunigung, wobei der Verschleiß der Zylinderlaufbuchsen, Kolben und Ringe merklich verringert wird.

 

  • Ventile und Zündkerzen, trotz der höheren Betriebstemperaturen, haben auch eine längere Laufzeit.

All diese Faktoren ermöglichen es, regelmäßige Motorüberholungen zu vermeiden, wodurch der normale Betrieb um 50 bis 200% gesteigert werden kann. Die Tatsache, dass die Zylinder nicht durch den Kraftstoff gewaschen werden, verhindert die Verdünnung des Schmiermittels, und es ist somit möglich, die Ölwechsel viel länger zu platzieren.

Vorsichtsmaßnahmen mit LPG

Wenn die Zufuhr von Flüssiggas eine Erhöhung der Viskosität des Motoröls bewirkt, führt dies andererseits zu einer stärkeren Oxidation des Schmiermittels aufgrund der abgegebenen Wärme, die höher ist als bei Benzin und durch die Abwesenheit begünstigt wird Isolierung von Teilen (Ablagerungen am Kolbenkopf)

Um eine Abnahme des Wirkungsgrades zu vermeiden, muss der LPG-Motor daher mit einem Öl geschmiert werden, das weniger viskos ist als das für Benzinmotoren verwendete - zum Beispiel ein SAE 30 anstelle eines SAE 40 - und die Wiederherstellung des Niveaus oder hergestellt mit SAE-Ölen mit einer Viskosität von etwa einer Einheit weniger als die des nach dem Wechsel verwendeten Öls.

Unter Berücksichtigung der Vorteile von LPG größer Verschleiß an den Ventilsitzen, die in einem Mangel führt Stoß zu spielen und Rösten Ventile, die teilweise offen bleiben.

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Dieses Phänomen macht sich stärker bemerkbar, wenn der Motor mit Öl geschmiert wird, das keine Asche und keine metallorganischen Zusätze enthält. Beim Umschalten von Benzin auf LPG-Versorgung ist die Verwendung von Zündkerzen mit einem kühleren thermischen Wert erforderlich, da bei der Benzinversorgung die Innenwände der Flasche und der Gaskammer vorhanden sind Explosionen werden mit sehr feinen Tröpfchen besprüht und daher abgekühlt. Dieses Phänomen macht sich bei der LPG-Zufuhr weniger bemerkbar, was zu einer stärkeren Erwärmung der Explosionskammern und Zündkerzen führt: Es folgt die Bildung eines weniger effizienten Funkens . Der optimale Betrieb kann durch präzise Verwendung von Kühlkerzen wiederhergestellt werden.

LPG-Installation

Der Versorgungskreislauf eines mit Flüssiggas betriebenen Motors besteht aus einem Tank, einem Filter, einem Druckregler, einem Verdampfer, einem Vergaser und den entsprechenden Rohren.

Die Probe wird mittels eines Schlauchs entnommen, der in den Boden des Tanks eintaucht, wo sich das Gas immer im flüssigen Zustand befindet. Der obere Teil enthält nur Dämpfe, die den Motor nicht mit hohen Drehzahlen laufen lassen würden.

Wenn schließlich das LPG aus dem oberen Teil des Tanks entnommen würde, würde die Zusammensetzung des verbleibenden flüssigen Gases aufgrund der schnelleren Verdampfung des Propans allmählich mit Butan angereichert. Dies würde zu einer Abnahme des Drucks im Tank und zu einer Abnahme der Oktanzahl des Kraftstoffs führen. Durch das Abziehen des flüssigen LPG aus dem Tankboden bleibt die Mischung daher praktisch konstant. Das LPG gelangt durch einen ersten Filter in den Hochdruckteil des Reglers (Primärregler), wo der Druck auf Werte zwischen 0,3 und 0,7 kg / cm2 reduziert wird 10 bis 14 kg / cm2 im Tank.

Es gelangt dann in den „Verdampfer“ (im Allgemeinen in den Druckregler integriert): Dies ist eine Spule, die in heißes Wasser aus dem Motor getaucht ist und in dem das Flüssiggas in Gas umgewandelt wird.

Dieses Gas tritt dann in den Niederdruckteil des Reglers (Sekundärregler) ein, wodurch der Druck auf einen Wert gebracht wird, der geringfügig unter dem atmosphärischen Druck liegt (etwa 5 mm Wasser). Die Regulierung dieser Vertiefung ist von grundlegender Bedeutung, um eine korrekte Dosierung zu erreichen Kraftstoff im Vergaser. Der Regler reagiert empfindlich auf Änderungen des atmosphärischen Drucks und der Temperatur, so dass der Enddruck immer geringfügig unter dem atmosphärischen Druck liegt, um zu verhindern, dass während des Motorbetriebs Gas frei in die Atmosphäre entweicht.

Vom Sekundärregler gelangt der Kraftstoff in den Vergaser, wo er mit der Luft gemischt wird, die in den Ansaugkanal gesaugt wird.

1 Kommentar zu „GPL oder LPG“

  1. Unter den nichtfossilen synthetischen Kohlenwasserstoffen ist die Gewinnung von Propan durchaus möglich.

    Allerdings ist die Zahl der Syntheseschritte höher als bei Gasöl/Kerosin; aus Methanol werden mindestens 30 kWh pro kg Propan benötigt, also eine scheinbare Ausbeute von 50 oder sogar 40 %.
    Es erscheint daher klüger, ihn dort aufzubewahren, wo sein Einsatz unabdingbar ist: beim Kochen von Speisen, vor allem in Städten von Schwellenländern, wo er bereits weit verbreitet ist, weil er am Ende des Tages verwendet werden kann (mittags ist es zu heiß zum Essen ). Dies ist der Vorteil, den sich durch die seit einem Jahrhundert bekannte und einfach zu handhabende Speicherung von synthetischen Kraftstoffen mit Kohlenstoffmolekülen in der Entkopplung des Energieeinsatzes ergeben kann.
    Darüber hinaus wird eine Verschmutzung durch Feinstaub in hohen Konzentrationen in geschlossenen Räumen durch Holzkohle verhindert.

    Diesen großen Durchbruch verdanken wir wie immer unseren germanischen Nachbarn, die diese Lösung im Jahr 2017 zunächst im Verkehr in Erwägung gezogen haben.

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