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Flüssiggas als Kraftstoff für Fahrzeugantriebe

Diplomarbeit 2000 60 Seiten

Ingenieurwissenschaften - Fahrzeugtechnik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Primärenergieträger
2.1 Zeitliche Verfügbarkeit
2.2 Förderung und Verbrauch von Flüssiggas

3 Flüssiggas
3.1 Entwicklung der LPG-Fahrzeug-Technik
3.2 Eigenschaften von LPG
3.3 LPG-Bestandteil Propan
3.4 LPG-Bestandteil Butan
3.5 Brenneigenschaften
3.6 Vergleich mit anderen Kraftstoffen
3.6.1 Limitierte Emissionen
3.6.2 Nichtlimitierte Emissionen
3.6.3 Kaltstart
3.6.4 Betankung
3.6.5 Kosten
3.6.6 Vor- und Nachteile

4 Gaszufuhr in Fahrzeug-Ottomotoren
4.1 Speicherung und Betankung
4.1.1 Fahrzeugtanks
4.1.2 Betankung an Tankstellen
4.2 Flüssiggas-Systeme
4.2.1 Die erste Generation
4.2.2 Die zweite Generation
4.2.3 Die dritte Generation
4.2.4 MEGI/MEGA-System
4.2.5 Sequentielles zylinderselektives System
4.2.6 Hochdruck-Direkteinspritzung
4.2.7 LPI-System
4.3 Motoren-Beispiele
4.3.1 Ford
4.3.2 Peugeot
4.3.3 Renault
4.4 Flüssiggas-Fahrzeuge

5 Stapler-Vergleich

6 Betriebsparameter
6.1 Tankgröße
6.2 Speicherdruck
6.3 Einblasdruck
6.4 Einblastemperatur

7 Messungen
7.1 Messgeräte
7.1.1 Thermometer
7.1.2 Manometer
7.1.3 Lambda-Scanner
7.1.4 Thermo-Scanner
7.2 Messstellen

8 Zusammenfassung

9 Literatur

10 Anhang

Abkürzungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Einheiten

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Formelzeichen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Bei den Motoren, die in dieser Arbeit besprochen werden, handelt es sich um flüssiggas-betriebene Otto-Motoren. Flüssiggas ist ein Propan/Butan-Gemisch und findet neben der Nutzung in Campingkochern und Gasheizungen hauptsächlich als Fahrzeug-Kraftstoff seine Anwendung. Wegen der geringeren Schadstoff-Emissionen von Flüssiggas im Vergleich zu Benzin- oder Diesel-Kraftstoff, wird es vielfach für Flurförderzeuge in Lagerhallen und in der Lebensmittel-Industrie verwendet. Dank der geringeren Kraftstoffkosten in Relation zu Benzin und Diesel findet Flüssiggas auch zunehmend bei Pkw, leichten Nutzfahrzeugen und Bussen Verbreitung.

Als Auftakt dieser Arbeit soll eine kurze Darlegung die momentane Situation bei den Energie-reserven verdeutlichen. Die Betrachtung der Vorräte von Primärenergieträgern sowie des Energieverbrauchs kann helfen, die Notwendigkeit der Suche nach alternativen Energiequellen zu verstehen. Da sich diese Arbeit hauptsächlich mit Flüssiggas als Kraftstoff für Fahrzeugantriebe befasst, bedarf es einer eingehenden Untersuchung der Eigenschaften dieses Kraftstoffes im Vergleich zu Benzin und Diesel. Zu so einem Vergleich gehört u.a. auch die Analyse der Schadstoff-Emissionen und der Speichermedien.

Des weiteren werden gemäß der Aufgabenstellung die Anforderungen an die gesamten Flüssiggas-Systeme dargelegt. Dazu zählt bei mobilen Antrieben die gesamte Kraftstoffzufuhr vom Tank bis zur Brennkammer inklusive der elektronischen Steuerung.

Unter den LPG-betriebenen Fahrzeugen nehmen die Flurförderzeuge eine große Gruppe ein. Am Beispiel von Gabelstaplern sollen Otto-Motoren (LPG-Betrieb) mit Diesel- und Elektro-Antrieben verglichen werden. In Verbindung mit praktischen Versuchen an einem Flüssiggas-Motor für einen Gabelstapler soll das Startverhalten untersucht werden.

Die Problematik liegt bei Flüssiggas im Aggregatzustand des Kraftstoffes bei geringen Temperaturen. Im Gegensatz zu Benzin oder Diesel wird Flüssiggas dem Motor gasförmig zugeführt. Es wird zwar unter Druck verflüssigt in der Gasflasche gespeichert, wird aber im Druckregler verdampft und als Gas bis zur Brennkammer gefördert. Da der Gasdruck mit abnehmenden Temperaturen sinkt, besteht die Gefahr von Förderengpässen. Außerdem kann es passieren, dass der Kraftstoff hinter dem Druckregler wieder kondensiert oder das LPG im Druckregler aufgrund der Verdampfungskälte vereist.

2 Primärenergieträger

2.1 Zeitliche Verfügbarkeit

Die Energieversorgung auf der gesamten Erde wird größtenteils über Öl, Gas, Kohle und Kernenergie gedeckt. Die verschiedenen Energieträger weisen unterschiedliche Merkmale in Hinsicht ihrer zeitlichen Verfügbarkeit, ihrer Förderung und ihres Emissionsverhaltens auf. Sollen unterschiedliche Energieträger verglichen werden, stellt sich immer die Frage nach der Umweltbilanz der gesamten Energieumwandlungskette. Die Umwandlungskette umfasst die Förderung, die Speicherung, den Transport, die Aufbereitung, die Nutzung sowie die etwaige Entsorgung. Da ein dementsprechender Vergleich von Flüssiggas mit anderen Energieträgern den Umfang dieser Arbeit sprengen würde, wird im folgenden lediglich auf einige Aspekte eingegangen wie z.B. die zeitliche Verfügbarkeit.

Die Primärenergie ist die Energie, die freigesetzt wird, wenn natürliche Energieträger verbrannt („verbraucht“) werden. Zu diesen Energieträgern gehören u.a. die fossilen Energieträger Braunkohle, Steinkohle, Mineralöl und Erdgas.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Primärenergie-Verbrauch [http://www.ruhrgas.de/deutsch/, 1999]

In Deutschland wurden im Jahr 1998 insgesamt 86 % des gesamten Energieverbrauchs durch fossile Energieträger gedeckt (s. Abb. 1). Der Anteil von Mineralöl lag bei rund 40 %, der von Erdgas bei etwa 21 %. Flüssiggas nahm etwa einen Anteil von 1 % ein. Verglichen mit dem Vorjahr nahm bei fast allen Energieträgern der Verbrauch ab, bei Braunkohle und Kernenergie beispielsweise jeweils um 5 %. Nur bei Erdgas (+ 0,4 %) und bei sonstigen (+ 7,2 %) nahm der Anteil zu.

Die Ölreserven gemäß der Studie von Petroconsultants (1996):

bisherige Förderung: 784 Mrd. Barrel

bekannte Reserven: 836 Mrd. Barrel

mögliche Funde: 180 Mrd. Barrel

insgesamt weltweit mit heutiger Technik

wirtschaftlich förderbare Ölmenge: 1800 Mrd. Barrel

[Campbell C. J., 1997]

Diese Zahlen zeigen, dass im Jahr 1996 fast die Hälfte des Erdölvorkommens aufgebraucht war. Jetzt um das Jahr 2000 herum ist der sogenannte „mid-depletion point“ erreicht. Das ist der Zeitpunkt, zu dem die Hälfte des insgesamt förderbaren Öls tatsächlich bereits gefördert wurde. Einige klassische Erdölförderländer (z.B. USA, Deutschland, Rumänien) haben ihren Förder-höhepunkt seit einiger Zeit hinter sich. Ihre Förderung nimmt stetig weiter ab. Die meisten OPEC-Länder hingegen haben diesen Punkt noch nicht erreicht.

Die vorhandenen Reserven dieser Mineralölvorkommen sowie aller anderen fossilen Energieträger ist begrenzt. Somit muss überlegt werden, welcher Energieträger sich für den Ge- bzw. Verbrauch in welchem Bereich am besten eignet und ob nicht als Übergang andere Medien die gleiche Funktion erfüllen können. Mineralöl gilt als sogenannter „hochwertiger Energieträger“, weil aus Öl auch andere Produkte erzeugt werden können, für die es z.T. bislang keine Alternativen gibt (z.B. Kunststoffe, Medikamente usw.).

Bei Flüssiggas und Erdgas handelt es sich ebenfalls um endliche, fossile Primärenergieträger. Der Vorteil dieser Gase z.B. gegenüber Öl besteht jedoch darin, dass sie als Übergangsprodukte fungieren können für eine eventuell später einmal zu realisierende Wasserstoffwirtschaft. Jetzt gesammelte Erfahrungen könnten in einigen Jahren bei der Anwendung von Wasserstoff als Energieträger genutzt werden. Langfristig ist es sicherlich notwendig, einen gänzlich neuen Weg der Energieversorgung zu finden.

2.2 Förderung und Verbrauch von Flüssiggas

Flüssiggas ist kein Produkt, das wie Erdöl oder Kohle gefördert wird. Es ist eher ein Begleit-produkt, dass bei der Rohölverarbeitung in Raffinerien und bei der Erdöl- bzw. Erdgasförderung entsteht.

Bei der Gasförderung wird nasses Roh-Erdgas in Kondensat und trockenes Erdgas getrennt. Dem trockenen Erdgas wird danach Kohlenstoffdioxid und Schwefelwasserstoff entzogen, so dass hauptsächlich Methan (CH4) übrigbleibt. Das Kondensat wird zu Propan und Butan weiterver-arbeitet. Da die verschiedenen Gase unterschiedliche Siedepunkte besitzen, können sie problemlos durch die Variation von Druck und Temperatur getrennt werden. Durch Destillation werden auch Komponenten wie Schwefelwasserstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasser herausgefiltert.

Vor Jahren wurden die bei der Förderung und Verarbeitung freiwerdender Gase noch größtenteils abgefackelt, d.h. ihre Energie wurde ungenutzt freigesetzt. Dies ist zum Teil heute immer noch gängige Praxis. Der nutzbargemachte Anteil ist jedoch bereits enorm angestiegen.

Als weitere Quellen zur Flüssiggas-Gewinnung eignen sich Krackgase, die bei der Verarbeitung von Schwerölen (Kracken) entstehen. Außerdem fällt Flüssiggas als Nebenprodukt bei etlichen chemischen Industrie-Prozessen an.

Tab. 1: Der Flüssiggas-Absatz in Deutschland nach Angaben des Mineralölwirtschaftsverbandes

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

[http://www.langegas.com, 1999]

Der Absatz von Flüssiggas in allen Wirtschaftsbereichen ist 1997 gegenüber dem Vorjahr um mehrere Prozente zurückgegangen (s. Tab. 1). Bei einer detaillierteren Auflistung der Bereiche wird deutlich, dass lediglich die Sparte „Autogas“ (Flüssiggas für Fahrzeugantriebe) einen geringen Anstieg (+3,0 %) zu verzeichnen hat. [http://www.langegas.com, 1999]

Beim weltweiten Flüssiggas-Verbrauch (s. Abb. 2) liegt Nord-Amerika mit knapp einem Drittel des Gesamtverbrauchs als größter Konsument an der Spitze, gefolgt von Asien mit 26 % und West-Europa mit 16 %.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Flüssiggas-Verbrauch [http://www.langegas.com, 1999]

Der Energieverbrauch nimmt von Jahr zu Jahr mit dem Bevölkerungswachstum zu. Die Internationale Energie-Agentur rechnet in ihrem World Energy Outlook 1995 [Bundesministerium für Wirtschaft, 1998] mit einer Zunahme des Verbrauchs an Erdöl, Kohle und Erdgas um insgesamt mehr als ein Drittel bis zum Jahre 2010.

In Anbetracht des steigenden Verbrauches und der geringer werdenden Energiereserven sollte Mineralöl nicht verschwendet werden, sondern nur dort zum Einsatz kommen, wo es tatsächlich erforderlich ist

3 Flüssiggas

3.1 Entwicklung der LPG-Fahrzeug-Technik

Seit 1860 wird LPG als transportable Energiequelle genutzt.

1913: Das erste Auto mit Propan als Kraftstoff fährt.

1927: Der Jahresverbrauch liegt in den USA bei über 4 Millionen Litern.

1946: Der Jahresverbrauch liegt in den USA bei 60 Millionen Litern.

Bis 1960 gibt es nur Flaschengas in Deutschland.

16. Mai 1997: Der erste Lkw mit Autogas wird in den Niederlanden in Betrieb genommen.

Tab. 2: Fahrzeug- und Tankstellen-Entwicklung

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*: im Vergleich zu 17.000 konventionellen Tankstellen

3.2 Eigenschaften von LPG

Flüssiggas wird international als Liquefied Petroleum Gas (LPG) bezeichnet. Im deutschsprachigen Raum werden anstelle von Flüssiggas auch häufig die Begriffe „Treibgas“ und „Autogas“ benutzt.

LPG besteht aus leicht verflüssigbaren Kohlenwasserstoff-Verbindungen (CnHm) mit drei oder vier Kohlenstoff-Atomen (C). Es kann sich dabei um eine einzelne Verbindung oder um eine Mischung mehrerer Verbindungen handeln.

Die Hauptbestandteile von Flüssiggas sind:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Propan und Butan sind kettenförmige, gesättigte Kohlenwasserstoff-Verbindungen. Die ungesättigten Kohlenwasserstoffe Propen und Buten weisen eine Kohlenstoff-Doppelbindung auf und sind hinsichtlich ihres Anteils in den Spezifikationen für Flüssiggas begrenzt.

Das Mischungsverhältnis von Propan und Butan ist in Europa unterschiedlich. In Deutschland und Großbritannien hat Propan meist einen Anteil von 95 Vol.-% (s. Abb. 22 im Anhang,). In Frankreich wird hingegen eine 45 : 55-Mischung (Propan : Butan) bevorzugt. In sehr warmen Landesteilen überwiegt der Butan-Anteil. Die Gaslieferanten variieren die Zusammensetzung nach der Umgebungs-temperatur. Das Gemisch kann sich demnach je nach Ort und Jahreszeit unterscheiden.

Flüssiggas ist im Normalzustand ein gasförmiges Brenngas, dass unter Druck verflüssigt werden kann. Die Abhängigkeit von Druck und Temperatur wird in der Dampfdruckkurve dargestellt. Flüssiggas hat in Deutschland bei T = 20 °C einen Druck von p = 8 bar. Es besitzt flüssig nur 1/260stel des gasförmigen Volumens. Das bedeutet, dass aus 1.000 Litern Gas etwa 4 Liter Flüssiggas werden.

Auszug aus Tab. 25 Propan (s. Anhang)

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*: Nm³ = Normkubikmeter

Im Gegensatz zu Erdgas oder Wasserstoff, die leichter als Luft sind, weist Flüssiggas einen Dichtequotienten zu Luft von rLPG / rLuft = 1,55 auf (s. Tab. 25 im Anhang). Dies bedeutet, dass Flüssiggas „herunterfällt“. Es sammelt sich am Boden und bedarf geeigneter baulicher oder lüftungstechnischer Maßnahmen, damit sich keine erhöhten Flüssiggasmengen ansammeln.

Die reinen Gase sind geruchlos. Als Abfallprodukt der Industrie ist Flüssiggas geruchbelastet. Gegebenenfalls wird es zur besseren Wahrnehmung mit einer speziellen Substanz versetzt (odoriert), damit eine Leckage wahrgenommen werden kann.

Die Molekülstruktur von Propan und Butan ist im Vergleich zu den verzweigten Ketten herkömmlicher Kraftstoffe (Benzin oder Diesel) relativ einfach (s. Abb. 3).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Molekulares Flüssiggas [Flüssiggas b, 1999]

3.3 LPG-Bestandteil Propan

farb- und geruchlos

ungiftig; wirkt in hohen Dosen leicht narkotisierend

flüssiges Propan kann wegen der hohen Verdampfungskälte auf der Haut Erfrierungen hervorrufen.

Tab. 3: Kennwerte von Propan

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3.4 LPG-Bestandteil Butan

Butan (lateinisch: butyrum = Butter) kommt zusammen mit iso-Butan, Butadien und den Butenen als sogenannte C4-Fraktion in Erdöl-Krackgasen und im Erdgas vor.

farb- und geruchlos

in Wasser wenig löslich, in Alkohol und Äther leicht löslich

wirkt in größeren Dosen narkotisierend

Tab. 4: Kennwerte von Butan

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3.5 Brenneigenschaften

Bei der Kraftstoffzufuhr in Verbrennungsmotoren weisen Gase gegenüber Flüssigkeiten gewisse Nachteile auf. Flüssiggas ist zwar im Tank in flüssiger Form gespeichert, wird jedoch auf dem Weg zum Motor in einem Verdampfer in den gasförmigen Aggregatzustand überführt und dementsprechend gasförmig ins Saugrohr eingeblasen. Herkömmliche Kraftstoffe (Benzin, Diesel) werden in der Regel über Vergaser oder Düsen als kleinste Flüssigkeitströpfchen der Brennkammer zugeführt. Da die Dichte von Flüssigkeiten sehr viel größer ist als die von Gasen, nimmt gasförmiger Kraftstoff mehr Raum im Saugrohr ein. Das Gas verdrängt dadurch einen Teil der Ansaugluft. Weniger Luft im Verhältnis zur Kraftstoffmenge bedeutet, dass das Gemisch dadurch fetter wird. Soll das Luftverhältnis jedoch beibehalten werden, muss dementsprechend die Kraftstoffzufuhr gesenkt werden. Dies hat insgesamt eine verminderte Zylinderfüllung im Vergleich zum Benzinbetrieb zur Folge. Die Luftzufuhr kann nicht beliebig erhöht werden, da es aufgrund des vorhandenen Querschnittes und des damit verbundenen Strömungswiderstandes Grenzen gibt.

Von Vorteil bei der Verbrennung von Flüssiggas ist sein gasförmiger Zustand im Brennraum. Dadurch wird eine homogenere Gemischbildung mit der Luft erreicht, wodurch eine gleichmäßigere Verbrennung ermöglicht wird. Hinzu kommt, dass die niedrigere Brenngeschwindigkeit von LPG einen geringeren Wandwärmeverlust im Flüssiggas-Motor bewirkt, wodurch der Wirkungsgrad leicht angehoben wird. Dies ist bei Benzin- oder Dieseldampf/Luft-Gemischen nicht in gleicher Weise gegeben.

Bei der energetischen Betrachtung von Kraftstoffen spielt der Heizwert Hu eine besondere Rolle. Der Heizwert ist der Teil der Wärme, der bei der Verbrennung ohne die im Wasserdampf enthaltene Wärmemenge frei wird. Der Brennwert Ho eines Gases (veraltet: „oberer Heizwert“) bezieht sich auf die gesamte Wärme, die bei einer vollständigen Verbrennung eines Kubikmeters Gas frei wird. Die Werte basieren auf dem Normzustand (T0 = 273,15 K; p0 = 1013,25 mbar). Im Vergleich zu anderen Energieträgern besitzt Flüssiggas einen hohen gewichtspezifischen Heizwert (s. Tab. 5).

Tab. 5: gewichtsspezifischer Heizwert

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

[Flüssiggas a, 1999]

Bezieht man den Heizwert auf das Volumen, haben Propan und Butan deutliche Defizite gegenüber Diesel- oder Benzinkraftstoffen. Die Dichte sowie der volumenspezifische Heizwert von Flüssiggas erreichen knapp drei Viertel von vergleichbarem Kraftstoff für Otto-Motoren (Benzin).

Tab. 6: Kennwerte von Kraftstoffen

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[Schödl, 1998]

Damit es zu einer Verbrennung von Flüssiggas kommen kann, muss sich der Kraftstoff mit Sauerstoff bzw. der Umgebungsluft vermischen. Ein zündfähiges Gemisch liegt nur dann vor, wenn sich das Verhältnis von Kraftstoff und Luft innerhalb bestimmter Grenzen, den sogenannten Zündgrenzen, befindet.

Tab. 7: Zündgrenzen in Vol.-%

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Flüssiggas weist von den gasförmigen Kraftstoffen einen etwa ebenso engen und niedrigen Zündbereich wie Benzin auf. Zu einer Entzündung kann es kommen, wenn gleichzeitig zum richtigen Mischungsverhältnis die nötige Zündenergie zugeführt wird. Es muss eine offene Flamme, ein Zündfunke oder etwas Vergleichbares vorhanden sein.

Am günstigsten verläuft die Reaktion etwas oberhalb der Stelle des stöchiometrischen Ge-misches. Das ist der Bereich der Gemischzusammensetzung, bei dem für jedes Kraftstoffmolekül die erforderliche Anzahl von Sauerstoffmolekülen zur Verfügung steht (l = 1). Wenn ein hoher Luftüberschuss (l > 1) vorliegt, kommt es zu einer verlangsamten Umsetzung (Verpuffung) des Gas- oder Dampf/Luft-Gemisches. Bei einem Kraftstoffüberschuss kommt es zur unvollständigen Verbrennung. Unverbranntes Flüssiggas kann sich dann an heißen Teilen vom Auspuff ent-zünden, so dass es zu sogenannten „Fehlzündungen“ kommen kann. Im Extremfall kann das Kraftstoff/Luft-Gemisch unverbrannt aus dem Auspuff austreten und sich am Boden sammeln. Springt der Motor beim Start innerhalb von Gebäuden nicht sofort an, sollte auf gute Lüftung geachtet und nicht zu lange gestartet werden. Bei Gasgeruch sollte der Startvorgang wegen der erhöhten Brandgefahr im Umfeld abgebrochen werden.

Bei einer unvollständigen Verbrennung könnten außerdem erhöhte Mengen Kohlenstoffmonoxid ausgestoßen werden, wodurch es beim Einatmen zu Vergiftungserscheinungen kommen kann.

3.6 Vergleich mit anderen Kraftstoffen

3.6.1 Limitierte Emissionen

Bei den sogenannten limitierten Emissionen handelt es sich um Schadstoff-Emissionen, deren Ausstoß z.B. bei Fahrzeug-Antrieben vom Gesetzgeber eingegrenzt wird. Da Flüssiggas häufig als schadstoffarmer Kraftstoff bezeichnet wird, erscheint ein Vergleich dieser Werte mit anderen Kraftstoffen überaus interessant.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 4: Schadstoff-Emissionen [Bundesministerium für Wirtschaft, 1998]

*: Land-, Forst und Bauwirtschaft, Militär-, Schienen-, Wasser- und Luftverkehr

Betrachtet man den Schadstoffausstoß von limitierten Emissionen in den verschiedenen Wirtschaftsbereiche, wird die Bedeutung des Verkehrssektors deutlich (s. Abb. 4). Im gesamten Verkehrsbereich werden über 60 % aller auftretenden NOx-Emissionen, über 55 % aller CO-Emissionen und etwa 20 % aller CO2-Emissionen abgegeben.

Unterschiedlichen Angaben zufolge benötigt momentan der gesamte Verkehrsbereich 50-60 % der Welt-Erdölproduktion. In den nächsten Jahren wird der Anteil voraussichtlich weiter an-steigen, da die Mobilität auf der ganzen Welt stetig zunimmt. Die Abschätzung des Umwelt-bundesamtes geht, trotz des Anstieges der Fahrleistung, von einer Reduzierung der Schadstoffe im Verkehrssektor aus (s. Abb. 5). Zugrunde gelegt wird hierbei die Verminderung des Kraftstoffverbrauches bei neuen Fahrzeugen sowie der vermehrte Einsatz von alternativen Kraft-stoffen. [UBA a, 1999]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 5: Entwicklungen im Straßenverkehr [UBA a, 1999]

Vergleicht man unterschiedliche Kraftstoffe hinsichtlich ihrer Zusammensetzung, lässt sich eine gewisse Reihenfolge in bezug auf ihre Kohlenstoff-Anteile erkennen. Die herkömmlichen Kraftstoffe wie Benzin und Diesel weisen am meisten Gewichtsprozent Kohlenstoff auf (s. Abb. 6).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 6: Kohlenstoff-Anteil unterschiedlicher Kraftstoffe [Sykes, 1999]

Die Reihe der Kraftstoffe könnte nach links weiter fortgesetzt werden, indem auf Kohlenstoff gänzlich verzichtet würde und nur noch H2 (= Wasserstoff) vorhanden wäre. Weniger Kohlenstoff ist in bezug auf den Schadstoffausstoß vorteilhaft, weil weniger Kohlenwasserstoff (HC), weniger Kohlenstoffmonoxid (CO), weniger Kohlenstoffdioxid (CO2) sowie weniger von allen anderen CmHn-Verbindungen emittiert wird.

Beim Vergleich des Schadstoff-Ausstoßes verschiedener Energieträger schneiden Flüssig- und Erdgas relativ gut ab, weil sie u.a. weniger CO2 ausstoßen (s. Abb. 7). Die geringeren CO2-Emissionen im Vergleich zu anderen Kraftstoffen erklären sich u.a. durch die einfache Molekülstruktur von Flüssig- und Erdgas (s. Kap. 3.5 Brenneigenschaften).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 7: CO2-Ausstoß [Flade, F., 1998]

Busse und Nutzfahrzeuge, die über einen optimierten Flüssiggas-Motor verfügen, können zum Teil bereits heute die in der Europäischen Union für 2005 angestrebten Schadstoffgrenzwerte EURO 4 unterschreiten. In Tabelle 8 ist ein Vergleich mit einem beispielhaften Bus (DAL LT 170) aufgezeigt.

Tab. 8: Vergleich der EU-Grenzwerte [DVFG/RG, 1999]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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Details

Seiten
60
Jahr
2000
ISBN (eBook)
9783638122566
ISBN (Buch)
9783638696654
Dateigröße
3.6 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v3657
Institution / Hochschule
Technische Universität Berlin – Verbrennungskraftmaschinen
Note
2,3
Schlagworte
Flüssiggas Autogas LPG Propan Butan Ottomotor Alternative Antriebe Verbrennungskraftmaschine Gasmotor

Autor

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Titel: Flüssiggas als Kraftstoff für Fahrzeugantriebe