In verschiedenen Diskusionen rund um Autogas/LPG wird viel behauptet - manches davon ist nicht wahr... Jemand der glaubt ohne Mehrverbrauch bei LPG die optimale Einstellung zu haben ist schlecht beraten. Auch liest man immer wieder dass LPG heißer verbrennt als Benzin - stimmt so auch nicht ganz. Es verbrennt sogar eher kälter! Aber es verbrennt auch langsamer. Das ist das eigentliche Problem!
Bei hohen Drehzahlen unter Volllast ist das Temperaturmaximum der Verbrennung eventuell noch nicht erreicht wenn das Auslassventil
öffnet. Das ist dann so als ob man mit dem Schweißbrenner dran bruzeln würde... Eine Möglichkeit das zu verhindern ist das Gemisch fetter zu machen.
Hierzu ein kleiner Ausflug in die Chemie/Physik: Die Leistung (es geht jetzt erst mal nicht um den Verbrauch) eines Motors hängt bei gegebener Luftmasse natürlich von der Kraftstoffmenge ab. Jetzt könnte man glauben es wäre optimal, wenn genau so viel Kraftstoff im Gemisch ist, dass er der gesamte Sauerstoff und Kraftstoff bei der Verbrennung miteinander reagieren und nur CO2 und H2O übrig bleiben. Das ist aber leider nicht so... Weniger Kraftstoff ist natürlich zu wenig. Das Verhältnis (Massen) Luft zu Benzin für 100% Verbrennung liegt (glaube ich) bei etwa 22:1. Das heißt 22kg Luft und 1 kg Benzin ergeben im Abgas theoretisch weder Kohlenwasserstoffe noch Restsauerstoff (das ist in der Realität ein wenig anders, da in der Luft vor allem Stickstoff ist und so auch Stickoxyde entstehen...) Dises Verhältnis wird Chemical Correct Mixture/CCM genannt. Die Temperaturen, die dabei gerade am Auslass entstehen sind aber so hoch, dass das viele Motoren unter Volllast nicht aushalten. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Verbrennung bei CCM deutlich langsamer abläuft als in einem fetteren Gemisch. Da das Gemisch aber nicht viel Zeit hat zu verbrennen ohne in den Auspuff geblasen zu werden, ist die Geschwindigkeit ein erheblicher Faktor.
Der Punkt bei dem die Verbrennung am schnellsten abläuft wird Best Power Point (BPP) genannt - wieviel auf der fetten Seite das ist weiß ich leider nicht mehr genau, aber die Größenordnung müsste so bei 10-15% Kraftstoffüberschuss liegen (18:1?). Die Mehrleistung durch fettes Gemisch gegenüber CCM ist jedenfalls erheblich und trotz höherer Leistung sinkt die Abgastemperatur deutlich:
1. Da bei Benzinmotoren mehr Kraftstoff verdampft/vergast werden muss sinkt die Einlasstemperatur (Verdunstungskälte). Dieser Effekt ist bei den meisten LPG-Fahrzeugen nicht vorhanden, da das LPG ja schon vorher verdampft wird. Lediglich bei Flüssigeinspritzung würde das was bringen...
2. Der Masseanteil des Gemisches, der nicht an der Verbrennung beteiligt ist, steigt bei fettem Gemisch. Auch das führt zu einer Senkung der Temperatur.
3. Das Temperaturmaximum wird durch die schnellere Verbrennung früher erreicht und liegt weiter vor dem Öffnen des Auslasses - deshalb wird auch mehr Energie genutzt und nicht in den Auspuff geblasen = Leistung
Noch fetter als BPP bringt fast gar nichts mehr - die Leistung fällt wieder, der Verbrauch geht hoch und die Temperatur wird auch nicht viel niedriger.
(1 und 2 hat man sich übrigens bei alten Flugzeugmotoren mit einer Wasser/Methanol Einspritzung zu Nutze gemacht. Da diese Motoren aufgeladen waren hat man durch die zusätzliche Masse und Verdunstungskälte höhere Ladedrücke ermöglicht ohne dass die Ventile oder Kolben abgeraucht wären. Auch dem Klopfen hat man so vorgebeugt)
Hierzu noch was am Rande: die Flammfrontgeschwindigkeit (Geschwidigkkeit mit der die Verbrennung sich von der Zündquelle ausbreitet) am BPP beträgt etwa 30m/s - also etwa 10% der Schallgeschwindigkeit und ist weit von einer Explosion entfernt! Wenn der Motor klopft entzüdet sich das Gemisch selbst (explosionsartig), vorzeitig und oft an mehrern Stellen gleichzeitig. Dadurch entstehen Drücke die weit über den normalen liegen. Ein Problem, dass es mit LPG im Benzinmotor nicht gibt. LPG ist viel klopffester als Super+ und hat deutlich über 100 Oktan.
Da moderne Automotoren nahe am CCM (teilweise sogar auf der mageren Seite davon) arbeiten ist einiges durch schnellere Verbrennung herauszuholen. Zu viel Kraftstoff schadet aber auch der Umwelt, dem Geldbeutel und der Reichweite. Für unsere Motoren ist hier eine Optimierung angesagt: Der wichtigste Punkt sollte wohl sein, dass der Motor nicht kaputt geht. Die Anlage die auf gleichen Verbrauch in Litern/100km eingestellt ist wird sicherlich keine ordentliche Leistung bringen und vielleicht sogar den Motor zerstören.
LPG hat eine etwa 10% geringere Dichte als Benzin und dazu noch einen etwas niedrigeren Brennwert. Um die gleiche Energie freizusetzen braucht man also gut 10% mehr Volumen. Wegen der langsameren Verbrennung und auch wegen der höheren Einlasstemperatur (keine Verdunstungskälte) ist die Abgastemperatur dann aber deutlich höher als mit Benzin. Jetzt kann man durch fettere Einstellung die Verbrennung beschleunigen und damit die Temperatur im Auslass wieder senken. Die Leistung steigt dadurch auch. Im LPG Betrieb sinkt sie nämlich auch schon deshalb, weil das Gemisch ohne die Verdunstungskälte wärmer und damit die Masse die in die Zylinder kommt kleiner ist.
Welche Einstellung optimal ist muss jeder selber wissen - ich denke aber, dass man mit 20% mehr Volumen im Vergleich zu Benzin gut bedient ist. Wahrscheinlich ist das noch ein Stück vom Leistungsoptimum entfernt, aber was die Temperatur angeht sollte das schon ein sicherer Wert sein (Die Temperaturkurve steigt zum mageren Bereich hin steil an - etwas fetter bringt daher schon viel!). Der Leistungsgewinn bei noch fetterem Gemisch ist vielleicht spürbar, aber igendwann geht der Sprit dann reichlich unverbrannt durch den Auspuff. Bei welchem Verhältnis man den BPP mit LPG erreicht weiß ich leider nicht.
Übrigens: Wenn ihr das jetzt alles gelesen habt (und mir auch folgen konntet), versteht ihr wahrscheinlich auch warum ich nicht an die
Wirkung von Flashlube glaube. Diese winzige Menge die da eingespritzt wird kann eigentlich nichts bewirken (schon gar nicht am Auslassventil). Wenn allerdings der Motor daran glaubt könnte es vielleicht einen Placeboeffekt geben
Teuer genug wäre es jedenfalls um daran zu glauben...
So jetzt bin ich mal gespannt was ihr noch dazu wisst. Ob das alles ganz 100%ig stimmt kann ich nicht garantieren. Gelernt habe ich das meiste davon mal vor gut 15 Jahren in Bezug auf Flugzeugmotoren. Der Rest ist so zusammengesammelt seit ich mich für LPG interessiere und selber gut damit fahre...
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Mehrverbrauch und Verbrennungstemperatur mit LPG
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