Problem Propan/Butan-Mischungen?
Hallo Leute,
nachdem ich mich im Herbst über einen kurzfristigen "zu mager" Fehler meiner IGS nach Tanken von 95/5 statt vorher wochenlang 40/60 geärgert hab, hab ich meinen Taschenrechner ausgepackt und nachgerechnet "warum". Das Ergebnis (vorweg gesagt) schmeckt mir gar nicht.
Problem: Propan braucht zum vollständigen Verbrennen mehr Luft als Butan. Das heisst, dosiert man das gleiche Volumen Propan wie Butan ein, so verbrennt ein Gemisch zu mager und das ist exakt der gemeldete Fehler meiner IGS.
Annahme/Lösungsweg/Rechnung:
* wir haben eine Verdampferanlage
* In der Verdampferanlage herrsche konstanter Druck und Dosierventile öffnen dieses Druckreservoir kurz gegen den Ansaugtrakt
* Das Gas verhalte sich physikalisch ideal.
Dichte Propan: etwa 510 g/l, Heizwert 46,2 MJ/kg, Butan 580g/l
und Heizwert 45,6 MJ/kg.
Prinzip einer Einspritzanlage: Wir haben eine kombinierte Phasenmodulation des Einspritzsignals. Je mehr Gas bei einer Drehzahl gegeben werden muss, desto länger machen die Düsen auf.
Vorweg: Wieviel Luft braucht man und welche Durchsätze sind nötig? Nehmen wir 10l LPG auf 100km an und das Auto fahre 100 km7h schnell. Das sind bei einer Dichte von 0.51 kg/l folglich 5.2 Kilo je Stunde. Ein Kilo flüssiges Propan nimmer bei 25°C etwa 554l Gasvolumen ein, bei Butan sinds 420 Liter.
Propan ist C3H8, verbrennt mit 5 O2 zu 3 CO2 + 4 H2O.
Butan ist C4H10, verbrennt mit 6.5 O2 zu 4 CO2 + 5 H2O.
Ein Kilo Propan braucht daher 3.62 Kilo Sauerstoff um zu verbrennen (5 mal MolMasse Sauerstoff/Molmasse Propan) und ein Kilo Butan 3.58 Kilo Sauerstoff. Luft (trocken) hat etwa 23 Masse% Sauerstoff. Daher braucht ein Kilo Propan etwa 15.7 Kilo Luft zum Verbrennen, ein Kilo Butan 15.5. Kilomäßig ist der Unterschied gering.
Betrachtet man das Volumen Ansaugluft je Liter dosierten gasförmigen Kraftstoffs, so wirds hässlich. Ein Kilo Propan hat bei 25°C etwa 554 Liter Volumen, ein Kilo Butan 421 Liter. Ein Kubikmeter Luft wiegt etwa 1.18 Kilo bei 25 Grad. Daraus lässt sich direkt ableiten, daß ein Liter gasförmiges Propan etwa 24 Liter Luft zum vollständigen Verbrennen braucht, ein Liter gasförmiges Butan etwa 31 Liter. Ein Unterschied von rund 30%.
Ok, man fährt nicht reines Butan, aber die 40/60 Mischung im Sommer hat mal eben 16% mehr Luftbedarf als die 95/5er im Winter. Klingt harmlos, aber eigentlich sollte das Gemisch in einem +/- 1 bis 2% Rahmen sein. Und die Einspritzzeiten sind auf Lambda=1 abgestimmt.
Bei Verdampferanlagen kommt etwas verbessernd und diesen Effekt abschwächend dazu, dass Butan ein paar Prozent viskoser ist als Propan. Bei gleichem Differenzdruck fließt also weniger Butan durch den Injektor als Propan, was den Effekt etwas abmindert. Da bin ich noch nicht wissenschaftlich voll durch, Strömungsmechanik ist ein ekliges Thema.... Flüssig-Einspritzer sind übrigens auch von dem Problem betroffen, die jagens eben direkt in den Ansaugtrakt.
Hat jemand die Innendurchmesser und Längen typischer Gasleitungen und Injektoren (also ab Dosierventil), dann kann ich versuchen(!) mal ein Rail durchzurechnen und zu sehen, wieviel da bei Propan oder Butan bei gegebener Einspritzzeit durchgeht.
Jedenfalls passt der stark unterschiedliche Luftbedarf perfekt zum von mir beobachteten Fehler. Und kaum ne Tankfüllung später hatte meine IGS das Wintergas gelernt und alles war wieder im Lot. Nur was machen Leute mit z.B. der Benzinkennfeldgesteuerten Prins VSI? Soviel ich weiß korrigieren die nicht mehr als 10%, siehe diverse Tuner und ab wie viel Prozent Mehrleistung 8und damit mehr Luftdurchsatz) die Motoren neue "Powerchips" brauchen weil die Original-Lambdaregelung das nicht bring und begrenzt. Bei Mantzel und meinem Xe18 Motor scheinen 17% Korrekturfenster bzw. 115 nach 135PS maximal möglich zu sein (Phase 1 Kit). Alles darüber muss nen Chip haben sonst geht der Motor wegen Abmagerung kaputt (Tel-Auskunft).
Jetzt lass einen Umrüster mit Sommergas perfekt abgestimmt haben, tendenziell vielleicht sogar etwas mager um Kraftstoff/Mehrverbrauch zu sparen und der Fahrer tankt im Winter 95/5. Mir deucht, da gibts potenziell ein Problem....
21 Antworten
Also 400 Euro find ich schon teuer. Ein EOBD Diagnosetool zum Auslesen der bordeigenen Lambda-Sonde macht IMHO nicht viel weniger Sinn und hat einen ähnlichen Effekt. Auch wenn die Breitbandsonde ausserhalb von Lambda eins plusminus ein paar Prozent besser misst.
Davon ab, ne Breitbandsonde kann ich auch so kaufen, einbauen lassen und den Messwert auslesen. Ein kleiner single Board Computer mit LCD / LED Anzeige kostet nicht die Welt und ist in Summe sicher preiswerter als die fertige Lösung. Und bei der Gelegenheit könnte ich mir direkt die Dauer und Zahl der Einspitzsignale der Benzin- und Gasanlage anzeigen lassen, meine Kiste hat leider keinen BC.... scheisse, ich brauch ein paar Monate Urlaub ;-)
Hallo zusammen,
wieviel mehr Verbrauch hat Propan/Butan = 60/40 zu 40/60 in Prozente?
60/40 kostet momentan 0.499 und 40/60 0.549, bei 66 Liter, 3.30€ Unterschied.
Welches sollte man bevorzugen?
das billigere.
Zitat:
@GaryK schrieb am 5. September 2020 um 20:45:44 Uhr:
das billigere.
Beantwortet jedoch nicht konkret meine Frage, wieviel mehrverbrauch haben die zwei Kraftstoffe?
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Brennwert Propan Delta_Hc ist 2207 kJ/mol, Molgewicht 44g/mol. Also ganz knapp 50 MJ/kg. Butan hat 2878 kJ/mol, Molgewicht 58 g/mol, also 49.6 kJ/mol. Daten aus der NIST Datenbank, http://webbook.nist.gov/chemistry
Dichte Butan 0.59, Dichte Propan 0.53 kg/l. Rechne. Und eigentlich müsstest du die Rechnung bei verschiedenen Temperaturen machen, da die Dichte der Mischung deutlich temperaturabhängig ist. Eigentlich wärs fairer das Zeugs in KILO zu verkaufen.
Ich habe bis her nur einmal seit März nur 40/60 getankt, und komme mit knapp 66 Litern auf 420 km. Meine Frage wäre, wieviel würde ich mit 60/40 kommen, lohnt sich der Aufpreis für das 40/60
Ich habe von meinem Schwager gehört das der 40/60 ruhiger läuft und doch schon mehr km erzeugt.
Wenn ich im Monat 2x tanke, dann sind das im Jahr knapp 80€ mehr für das 40/60,
Viele sagen 40/60 ist sauberer... Will jetzt nicht an der falschen Ecke sparen
40/60 oder 60/40 nimmt sich faktisch nichts. Daher die Aussage "das billigere".