Verbrennungstemperatur bei Autogas niedriger!!
Schaut mal hier. Die FH Osnabrück hat festgestellt, dass die Verbrennungstemperatur bei Autogas sogar niedriger ist als auf benzin!!
Was sagt ihr dazu??
http://www.wilhelm-burg-gruppe.de/.../...Autogas_Fachpresse_311008.pdf
Beste Antwort im Thema
Zitat:
Das ändert aber leider nichts an der chemischen Tatsache, dass Gas langsamer abbrennt wie Benzin und somit die Dauer der thermischen Belastung bei jedem Zündvorgang länger ist wie auf Benzin.
Dadurch werden die Ventile und Sitze zwar der identischen oder niedrigeren Verbrennungstemeratur ausgesetzt, aber die Verbrennungstemeratur steht auch länger an.
Das ist eine ungenau formulierte Betrachtung. Das eingespritzte Gas und das eingespritzte Benzin besitzen eine sehr ähnliche Verbrennungsenthalpie. Das bedeutet, dass bei der Verbrennung die gleiche Energie abgegeben wird. Verbrennt das LPG also langsamer, muss es zwangsläufig weniger heiss sein. Angenommen man würde die Effekte die der Senior Chaos Engineer oben nennt alle soweit als möglich berücksichtigen und dann die Temperaturen vergleichen, würdest du keinen Unterschied außerhalb der Standardabeichung der Messungen einer Kraftstoffsorte finden. Es ist vollkommen aus der Luft gegriffen, dass LPG heisser oder kälter verbrennt als Benzin/Oktan. Es ist einfach nur eine sehr bequeme Erklärung für unerwartete Motorschäden. Das war schon immer so und wird solange bleiben, solange mehr Benzin- als Gasfahrzeuge herumfahren.
Zitat:
Dazu kommt noch, dass bei modernen Motoren aufgrund der höheren Oktanzahl von LPG der Zündzeitpunkt nach Hinten verschoben wird. Was wiederum dazu führt, dass die Auslassventile stärker belastet werden weil der Zeitraum zwischen Zündung und Öffnung Auslassventil verkürzt wird.
Anders herum. Bei höherer Oktanzahl wird der Zündwinkel vergößert (Frühzündung). Die Zeit zwischen Zündung und Öffnung der Ventile steigt. Das ist aber unerheblich, da die Motorsteuerung einen gewissen Bereich zur Verschiebung des Zündwinkels vorgesehen hat und diesen nicht verläßt. Innerhalb dieses Bereiches arbeitet der Motor problemlos.
Zitat:
ja, aber auch nur im volllastbereich. im teillastbericht spielt klopfen keine rolle.
Auch das ist nicht ganz vollständig. Die Zündwinkelverstellung (und damit auch die Klopfregelung) arbeitet auch im Teillastbereich. Gerade hier ist der Zündzeitpunkt oft sehr früh, denn dadurch steigt der Wirkungsgrad der Maschine.
Zitat:
wie schon mehr fach geschrieben wurde, wer sein auto im am limit bwegt oder einfach mehr beansprucht, tritt auch mit benzin tendenziell früher ein motorschaden auf.
Das ist nun mal vollkommen falsch. Die Standfestigkeit einer Maschine im Vollastbetrieb hängt von der Konstruktion derselben ab. Wenn die Hersteller das nicht hinbekommen und auch noch argumentieren können, dass dies ja sowieso niemand wünscht, dann beisst sich die Katze in den Schwanz. Ich erwarte von einem Motor eine einwandfreie Funktion auch unter Vollast. Denn dann bin ich derjenige, der darüber entscheidet, ob ich die Maschine in diesem Bereich fahre oder nicht.
Übrigens treten die meisten Motorschäden an KFz (unabhängig von der Art des Kraftstoffes) nicht wegen Überlastung der Maschine auf, sondern wegen Verschmutzungen und deren Folgeschäden. Luftfilter, Kühlflüssigkeit, Ölwechsel (auch Getriebe) und Ölqualität sind hier die Punkte.
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Faustregel ist, je höher die Drehzahl desto höher die thermische Belastung der Ventile. Hintergrund ist, dass die Wärme vom Gas aufs Ventil übertragen werden muss und dieser Wärmeübergang ist um so intensiver, je mehr Gas in einem Volumen vorhanden ist (druckabhängig). Das heisst, bei geringeren Drehzahlen (gedrosselter Motor, wenig Druck im Zylinder) müsstest du weniger stark überfetten als am oberen Ende. Die Temperatur mag sogar höher sein, aber die Wärme wird nicht so gut aufs Ventil übertragen, der Wärmestrom ist durch die geringe Abgasmenge zudem begrenzt.
Ist meinerseits zum Teil (hoffentlich begründete) Spekulation, da ich den Wärmeübergang recht gut aus dem Chemie-/Pharmaanlagenbau kenne.
Hier spielt auch der Zeitfaktor eine Rolle.
Drehzahlabhängige Verbrennungszyklen und Nockenradien abhängige
Ventilabsetzzeiten (verbleibende Zeit zum Wärmeübertrag Ventil-Ventilsitz.
Im wesentlichen geht es sicherlich darum die verbrennungstechnische Einrichtung Motor zu verstehen um die geänderten Brennstoffart so günstig und schonend wie möglich für den Motor mit der bestehenden Motortechnik zu verarbeiten.
Ohne große Zusatzkosten können wir nichts verändern.
Autogas bleibt eine kostengünstige Alternative und Gradwanderung je nach Umgang damit.
Zu begrüßen wäre eine in Gasanlagen integrierte thermische Überwachung wie @GaryK es schon anregte.
Damit werden auch nachträgliche Veränderungen wie Sportluftfilter und oder Schalldämpferveränderungen, die ebenfalls die Verbrennung beeinflussen abgedeckt.
Es bleibt die Frage wo fängt man an und wo hört man auf.
An der Stelle mache ich mal eine Zusammenfassung, welche Lösungen es gegen zu geringe Anfettung bei LPG-Volllast gibt:
- Abgastemperaturüberwachung
- Breitbandlambdasonde
- natriumgefüllte Titanventile
- automatisches Umschalten auf Benzin bei Volllast
Das automatische Umschalten auf Benzin ist keine Lösung, das ist eine regeltechnische Bankrotterklärung. Titanventile brauchst du übrigens bei normalen Motoren nicht, die Natriumfüllung reicht. Titan nimmst du nur, wenn das Gewicht runter muss und dieses muss erst bei Drehzahlen über ca 10.000 gesenkt werden. Bei der Gelegenheit kannst du gleich den ganzen Ventiltrieb auf Tassenstößel umarbeiten und wenn der Kopf schon neu gefertigt wird auch für weitere drei Euro fuffzig Rennventilsitze einsetzen. Auf deutsch: lohnt nicht.
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Ist es von Vorteil einen Sportluftfilter zu haben und einen Gruppe A Anlage ? Habe das nicht ganz verstanden von icom wie er das meint. Wollte eigentlich bei meinem demnächst einen Sportschalldämpfer drunter bauen. Vorteil oder Nachteil ?
Hallo GaryK,
die grundlegende Erklärung der Wirkungsweise der Volllastanreicherung (mehr "kühle" CO-Moleküle statt ausschließlich heiße CO2-Moleküle) war hier der Durchbruch in diesemThread, dafür nochmals vielen Dank.
Mir ist zwischendurch eine Frage aufgekommen, die du vielleicht zu beantworten weißt.
Die Gefahr beim LPG-Betrieb geht ja von der fehlenden Lamda-Istmeldung im open-loop-Betrieb aus, und von den größeren Störfaktoren beim LPG im Vergleich zum Benzin, die dann den Lamdawert beeinflussen, v.a. welche Gasmischung getankt wurde.
Frage: Wertet die Motorsteuerung normaler Euro4-Ottomotoren wenigstens trotzdem im open loop noch den Lamdawert aus? So kann wenigstens erkannt werden, ob der Lamdawert magerer als 1,05 ist (Gefahr, Störung!) oder ständig fetter als 1,05 (keine Garantie auf korrekte Anfettung, aber wenigstens keine sehr schädliche Abmagerung) Oder wird die Lamdasonde dann komplett ignoriert?
Zweitens eine Idee: Der Volllast-Dauerbetrieb ist hochbelastend, sowohl bei Benzin als auch bei LPG. Die Ventile erhalten ihre Kühlung während der Phase, in der sie über die Ventilsitze im geschlossenen Zustand Kontakt mit dem Kopf haben. Der Kopf ist durch seine Kühlung in der Lage, den Ventilen schädliche Wärme zu entziehen.
So. Nun kann man doch das Kühlsystem über die Motorsteuerung so steuern, daß bei sehr hochbelasteten Dauerbetriebszuständen der Motor stärker runtergekühlt wird als auf Standard-Solltemperatur. Also ein elektrisches Ventil statt Bimetall-Thermostat. Damit wird auch der Kopf kühler und indirekt werden somit auch die Ventile stärker gekühlt.
Die Absenkung der Motortemperatur sollte so gewählt werden, daß der dann sinkende Motorwirkungsgrad kaum ins Gewicht fällt.
Diese Methode wird natürlich nur dann greifen, wenn das Kühlsystem nicht bereits an seiner leistungsmäßigen Grenze ist (Paßauffahrt bei 35°C)
Idee Nr. 2. Standard-Lamdasonden für 3Wege-Kat ist eine Sprungsonde für Lamda 1,05. Man kann nur hart auf diesen Lamdawert regeln, aber keine genau definierte Anfettung regeln und kontrollieren.
Um mit der Sprungsonde auch auf einen Lamdawert von z.B. 0,9 einregeln zu können, kann man sich eines Tricks bedienen. Mit einer pneumatischen Dosierpumpe wird eine genau definierte, der Ansaugluftmenge proportionale Falschluftmenge in den Auspuffkrümmer eingeblasen. Die ist so gewählt, daß bei einem "scheinbaren" Lamda 1,05 (welcher von der Sprungsonde gemeldet wird) der tatsächliche Lamda um den Betrag 0,1 fetter ist.
So kann die billige und bereits vorhandene Sprungsonde also für die definierte Regelung eines fetten Lamdawertes von z.B. 0,9 verwendet werden. Voraussetzung ist die zuverlässige und präzise Dosierung der Falschluft. Eine falsche oder ausbleibende Dosierung könnte verheerend sein. EDIT: Ich glaube, durch diese Idee würde der KAT überlastet. Der wird mit Hilfe der Falschluft das massenhafte CO und HC ordentlich abflammen und schön ausglühen.
Bei vielen Euro-4 Motoren hast du eine Breitband-Sonde hinterm Kat und eine schnelle Sprungsonde als Monitorsonde. Ich kenn das Regelprinzip nicht, aber ich würde technisch auf die erste (Breitband) Sonde und deren gemessenes Lambda regeln. Damit bleibt als Regel-"Falle" nur noch eine nicht-Linearität der Dosierung (Long Term Fuel Trims stimmen ggf. je nach Drehzahl nicht). Je nach Korrektur-Strategie (ein einziger Long Term Wert oder drehzahlabhängige Korrekturen) kannst du trotzdem etwas ins Klo greifen.
Gefährdet von unbemerktem Magerbetrieb sind sicher bis zu Euro-3 Motoren, die haben nur eine Sprungsonde, bei Euro 4 muss dem mit der Breitbandsonde nicht so sein. Aber hier bin ich mit meiner Weisheit am Ende, praktisch prüfen kann man das nur wenn man während der Fahrt bei Vollgas und Open Loop an der Gasanlage spielt und parallel die Fuel Trims ausliesst.
Die Kühlung hochfahren wird dir nicht helfen, selbst 20 Grad weniger bringt direkt am Ventil kaum einen höheren Gradienten. Ob du das Ventil von geschätzt 900 mit 80 oder 60 Grad kühlst juckt nicht.
Hohe Wärmeströme mag der Kat übrigens nicht. Der muss dicht an den Krümmer um schnell heiss zu werden, ist er zu dicht dran und geht richtig was durch, dann wird der superheiss und altert vorzeitig...
Zitat:
Bei vielen Euro-4 Motoren hast du eine Breitband-Sonde hinterm Kat und eine schnelle Sprungsonde als Monitorsonde. Ich kenn das Regelprinzip nicht, aber ich würde technisch auf die erste (Breitband) Sonde und deren gemessenes Lambda regeln.
Aha, ein völlig neuer Aspekt. Deine beiden Sätze sind für mich leicht mißverständlich: Wo sitzt welche Sonde aus Richtung Motor gesehen? (siehe meine Hervorhebungen)
An dieser Stelle frage ich mich natürlich sofort, warum marktübliche LPG-Anlagen bei Euro4+ Fahrzeugen nicht das Signal der Breitbandlambdasonde anzapfen und für die Kontrolle der Volllastanreicherung nutzen. Das ist doch goldwert und kostet fast nix.
Kannst du bitte mal kurz den Begriff "Long Term Fuel Trims" erklären? Meinst du mit drehzahlabhängigen Korrekturen, daß man keine feste, sondern eine drehzahlabhängige Volllastanfettung fahren soll? (variabler Lamda-Sollwert gemäß Kennfeld?)
Bei meinem Euro-4 kommt zunächst die Breitbandsonde, dann hinterm letzten Kat die Sprungsonde als Monitorsonde. Ich nehme an, damit steht der nicht alleine.
Long Term Fuel Trims sind folgendes:
Du hast eine Drehzahl, eine Drosselklappenstellung und einen Luftmassenstrom vom LMM. U.a. daraus resultiert aus dem Kennfeld eine Einspritzmenge als "best guess". Nun stellt die Lambda-Sonde fest "das passt" oder es "passt nicht". Zunächst wird eine Kurzzeitkorrektur angewendet bis das lambda passt. Passiert die kurzfristige Korrektur systematisch zu oft in eine Richtung, dann schlägt der Long Term Fuel Trim zu, also eine generelle Anhebung oder Absenkung der Einspritzzeiten.
Eigentlich wird nämlich de Einspritzmenge immer sowohl mit dem Long Term Fuel Trim sowie mit dem Short Term korrigiert. Erst nach beiden Korrekturen liegt die Einspritzmenge fest. Short Term berücksichtigt eben temporäre Ungenauigkeiten, Long Term langfristige wie z.b. alternde Luftmassenmesser. Wenn du als Sportschütze immer zu hoch triffst, dann stellt du dein Zielfernrohr auch tiefer ein. Als regeltechnischer Pedant könntest du den Long Term Fuel Trim Wert auch drehzahlabhängig erheben, die Wahrscheinlichkeit ist aber nicht sonderlich groß.
Die Gasanlage muss übrigens gar nichts anzapfen, da die Regelstrategie bereits durch das Benzinsteuergerät umgesetzt wird. Dieses weiss schließlich nicht dass die Einspritzdüsen stillgelegt und durch eine Gaseinblasung ersetzt worden sind. Ist die Gaseinblasung völlig linear und perfekt abgestimmt, dann wandert der Long Term Fuel Trim nicht. Passt das lambda nicht, so korrigiert das Benzinsteuergerät die Einblaszeiten. Du solltest nur hoffen, dass die durch 95/5 und 40/60 resultierenden unterschiedlichen Einblaszeiten innerhalb des Korrekturfensters liegen.
Diese Fuel Trims kann man bei fast allen Fahrzeugen auslesen. MODIAG (Google hilft) wäre so ein Tool um eine Gasanlage mittels Fuel Trims abzustimmen. Die BRC Plug & Drive macht sowas laut Manual bei der Abstimmungsfahrt mit Laptop automatisiert. Nach Manual einfach fahren, er schaltet zwischen Benzin und Gas hin und her, korrigiert die Anlagenparameter so dass die Fuel Trims nicht wandern. Nach meinem Kenntnisstand stimmt sich die Ökotec Anlage sogar während des normalen Fahrbetriebs ohne Laptop über die Fuel Trims nach. Klingt gut, kaschiert aber leider auch Fehler....
Deshalb verzichtet man bei der Vialle LPE 7 z.B. auf eine Lambdanbindung und überlässt die absolute Regelung allein dem Motorsteuergerät.
Lambdaanbindung kann für ein Motoring gedrahtet werden, hat aber leidglich Kontrollfunktion für ein Motoring im Bezug einer möglichen und oder notwendigen Softwareanpassung ( bei Chiptuning z.B.).
Die fahrzeugspezifischen Programme sind im Werk unter hervorragenden Mess- und Prüfbedingungen gefahren und beziehen Fahrt bei Vollgas und Open Loop ein.
( Dies entlastet allerdings den Einbauer nicht von einer generellen Überprüfung )
Insofern findet keine schleichende Anpassung statt, die zwar dem unbedarften Umrüster ein beseres Mittel in die Hand gibt, den Kunden selbst aber nicht rettet.
Grüße
Verstehe. Long Term Fuel Trims ist also eine Methode, nicht nach einem starren Einpritzkennfeld zu fahren (welches stetig von einem Lamdasonden-Korrektursignal überlagert wird), sondern das Kennfeld stetig zu korrigieren (selbstlernendes Kennfeld), so daß die Eingangsparameter LMM, Drosselklappenwinkel und Drehzahl zu immer präziseren Einspritzmengen umgesetzt werden, bereits ohne Berücksichtigung der Lamdasonden-Istmeldung. Das führt dann also im Idealfall dazu, daß der Motor nach einer Anlernphase sogar eine gewisse Zeit lang ohne Lamdaregelkreise exakt mit dem richtigen Lamdawerten fahren könnte. Solange, bis schleichende Störgrößen wieder Einfluß nehmen.
Die LPG-Anlage sollte nun so kalibriert werden, daß zwischen Benzin- und LPG-Betrieb die Long Term Fuel Trims nicht ständig hin- und- her-korrigiert werden müssen.
Habe ich das soweit richtig wiedergegeben?
Zitat:
Gefährdet von unbemerktem Magerbetrieb sind sicher bis zu Euro-3 Motoren, die haben nur eine Sprungsonde, bei Euro 4 muss dem mit der Breitbandsonde nicht so sein. Aber hier bin ich mit meiner Weisheit am Ende, praktisch prüfen kann man das nur wenn man während der Fahrt bei Vollgas und Open Loop an der Gasanlage spielt und parallel die Fuel Trims ausliesst.
Die Klärung dieser Frage würde mich sehr interessieren, denn ich selber fahre einen kleinen Euro4 LPGler.
Ich werfe sie nochmals in den Raum in der Hoffnung, irgend jemand hat von irgend einem Euro4-Fahrzeug hier detaillierte Kenntnis:
Wird bei einem Euro4-Benziner der Lamdawert auch bei Volllastanreicherung (open loop) kontrolliert und geregelt?
Diese Frage ist entscheidend dafür, um einschätzen zu können, ob bei LPG+hoher Motorlast eine zusätzliches Risiko gegenüber Benzin vorliegt.
@Seat
Genau so. Idealerweise ändert sich nach einem Gasumbau der Long Term Fuel Trim nicht. Das Dumme ist eben, dass der Long Term Fuel Trim (nach meinem unmaßgeblichen Kenntnisstand) das ganze Kennfeld anreichert bzw. abreichert, da die Dosiermenge im Benzinbetrieb ziemlich linear zur Einblasdauer ist. Zudem sind den Korrekturen nach dem Plausibilitätsprinzip Grenzen gesetzt.
Stimmt ein Umbaukünstler die Gasanlage so ab, dass z.B. untenrum zu fett und obenrum zu mager gefahren wird (oder andersrum), dann schlägt die Fuel Trim Korrekturstrategie sehr wahrscheinlich ständig fehl und korrigiert sich nen Wolf. Lineare Fehler wie generell zu mager bzw. generell zu fett (=Parallelverschiebung der Einblasmenge) kann das Steuergerät korrigieren, aber Linearitätsfehler (unterschiedliche Steigung) der Dosierung wahrscheinlich nicht. Zudem müssen Reserven nach oben und unten sein, weil Sommergas durch den hohen Butananteil weniger Einspritzzeit braucht wie das Wintergas.
Ob / wann mein E4 Audi Open loop macht und ob das Lambda geregelt ist oder nicht wollte ich ausprobieren. Leider mag mein Scangauge II irgendwie meine XGAUGE Konfiguration nicht. Ich sehe dass / wann ich Open Loop fahre, aber ich kann die Fuel Trims und Lambda Werte nicht live auslesen.
Zitat:
Original geschrieben von SeatArosa1.7SDI
Die Klärung dieser Frage würde mich sehr interessieren, denn ich selber fahre einen kleinen Euro4 LPGler.Ich werfe sie nochmals in den Raum in der Hoffnung, irgend jemand hat von irgend einem Euro4-Fahrzeug hier detaillierte Kenntnis:
Wird bei einem Euro4-Benziner der Lamdawert auch bei Volllastanreicherung (open loop) kontrolliert und geregelt?
Diese Frage ist entscheidend dafür, um einschätzen zu können, ob bei LPG+hoher Motorlast eine zusätzliches Risiko gegenüber Benzin vorliegt.
ist das nicht von der Gasanlage abhängig, ob OpenLoop geregelt wird oder nicht? bei der Prins jedenfalls wird Closed Loop geregelt, steht so auf den Webseiten und sagt auch jeder Umrüster, der Ahnung hat.
mal davon ab: Vollgas ist nie gut für den Motor, auch nicht im Benzinbetrieb. Wer gene Hochlast fährt, sollte lieber auf LPG verzichten.