Autogasanlagen – Autogasanlageneinau, LPG, GPL und vieles mehr

Autogasanlagen werden schon sehr lange zum Betrieb in Autos genutzt. Die erste Tankstelle für Autogas für schon 1935 in Hannover in Betrieb genommen. In anderen europäischen Ländern, wie die Niederlande und Italien waren Fahrzeuge mit Autogasanlagen schon on 1970er Jahren stark verbreitet. Autogas wird im internationalen Sprachgebrauch auch LPG genannt. Der Begriff leitet sich von der englischen Bezeichnung „Liquefied Petroleum Gas“ ab. Oder es wird auch häufig GPL verwendet, welches aus dem französischen kommt und für „Gaz de pétrole liquéfié“ steht. Beide Bezeichnungen meinen das gleiche, nämlich Flüssiggas eine Mischung aus Butan und Propan die Anwendung als Kraftstoff für Ottomotoren findet.
LPG und GPL unterscheiden sich von verdichtetem Erdgas (CNG, aus dem Englischen „Compressed Natural Gas“) und Flüssigerdgas (LNG, aus dem Englischen „Liquefied Natural Gas“), die ebenfalls Kraftstoffe sind auf diese wir hier aber nicht näher eingehen werden.

Warum auf Autogas umrüsten?

Autogas ist umweltfreundlich

Es verbrennt umweltfreundlicher als Benzin. Auch unter Berücksichtigung des Mehrverbrauchs beim Betrieb einer Autogasanlage verringert sich der Schadstoffausstoß von Stickoxiden um etwa 80% und der von nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen um ca. 50%. Auch der CO² Ausstoß wird im Autogas-Betrieb deutlich reduziert. Dieses wurde in einer Studie aus dem Jahr 2012 von der Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes (HTW) bewiesen. So verringern sich laut dieser Studie die CO² Emissionen um durchschnittlich 16,4%. In diese Berechnung fließt auch die Startphase mit Benzin und der Transport des Flüssiggases mit ein. Moderne Autogasanlagen erreichen jedoch teilweise deutlich bessere CO² Bilanzen, da sie beim Start kein Benzin verbrennen.
Im direkten Vergleich mit Benzin entsteht je nach Gasanlage (siehe unten) ein volumetrischer Mehrverbrauch von 5 bis 20 % für LPG, bedingt durch die geringere Dichte und den geringeren Energiegehalt pro Liter Flüssigkeitsvolumen im Vergleich zu Benzin.

Autogasanlagen sind sicher

Zu den Sicherheitsrisiken schreibt selbst der ADAC: „Es gibt keine Hinweise aus der Praxis, dass bei diesen Fahrzeugen ein erhöhtes Sicherheitsrisiko besteht, auch nicht aus jenen Ländern, wo relativ viele Autogasautos zugelassen sind. Crash- und Brandtests zeigen, dass Autogasautos nicht gefährlicher sind als vergleichbare Benzinfahrzeuge.“ Autogastanks und deren Rohrverbindungen sind mit unterschiedlichen Sicherungssystemen ausgestattet: So ist der Füllleitungsanschluss mit einem Rückschlagventil versehen, das bei einem Rohrabriss das Austreten von Gas verhindert. Die Beförderungsleitung in den Motorraum ist direkt bei der Tankentnahme mit einem Magnetventil gesichert, das bei Unterbrechung der Stromversorgung sofort schließt. Bei einem zu hohen Druckverlust unterbricht das Gassteuergerät die Stromversorgung zum Magnetventil. Sollte bei einem Unfall die Fahrzeugstromversorgung nicht mehr funktionieren, dann ist das beschriebene Magnetventil aufgrund der fehlenden Stromzufuhr auf jeden Fall geschlossen.

Im Falle eines Brands sind die meisten Tanks bis zu einem Überdruck von (30…35) bar geprüft (Berstdruck ca. 60…90 bar). Je nach Tankart (1-Loch/4-Loch) ist entweder ein separates Überdruckventil oder ein in das Multiventil integriertes Überdruckventil verbaut. Dieses öffnet bei einem Druck von ca. (25…28) bar, wodurch sichergestellt ist, dass das Gas im Brandfall kontrolliert abgelassen wird und der Tank nicht bersten kann.

Autogasanlagen sparen bares Geld

Heute ist Flüssiggas als Kraftstoff in den meisten europäischen Ländern etabliert. In Deutschland wächst die Zahl der Pkw und Tankstellen stark an. Der Grund ist die derzeit niedrige Steuer auf Flüssiggas. Nach dem Energiesteuergesetz wird Flüssiggas (LPG/Autogas) als Kraftstoff mit 18 Cent/kg (= 9,74 Cent/L) bis Ende 2018 besteuert, danach wird der Satz etwas auf 40,9 Cent/kg (= 22,1 Cent/L) angehoben. Dennoch bleibt der Preis auf Jahre gesehen deutlich hinter den Kraftstoffarten Benzin und Diesel zurück.

Die Umrüstung auf Autogas wird einfach und unproblematisch durch einen Fachbetrieb erledigt

Je nach Fahrzeugtyp gibt es verschiedene Modelle der Ausrüstung des Autos mit einer Gasanlage. Denn mit Autogas betriebene Kraftfahrzeuge werden entweder mit Benzin gestartet und danach je nach eingebauter Anlage per Schalter oder automatisch auf Gasbetrieb umgestellt, um eventuelle Warmlaufprobleme zu umgehen, oder aber sie starten direkt mit Autogas.

Es wird zwischen Venturi-Anlagen, sequenziellen Anlagen und LPI-Anlagen unterschieden.

Die ersten beiden Anlagentypen haben gemeinsam, dass das im Tank unter Druck befindliche flüssige Gas dem Motor über einen Verdampfer und Druckregler gasförmig zugeführt wird. Da das Gas beim Verdampfen ähnlich wie Kältespray stark abkühlt, wird der Verdampfer mit Kühlwasser beheizt. Aus diesem Grund schalten die meisten Autogasanlagen erst ab ca. 30 °C Kühlwassertemperatur auf Gas, um ein Vereisen der Verdampfer bei niedrigen Außentemperaturen zu verhindern.
Die Autogasverbrennung erfolgt bei geringeren Schadstoffemissionen und erhöhter Laufruhe. Diese Effekte sind u. a. auf die hohe Klopffestigkeit von 105 bis 115 Oktan zurückzuführen sowie auf die homogene Gemischbildung. Gase sind im Gegensatz zu Aerosolen sehr schnell und sehr gleichmäßig mit der Verbrennungsluft mischbar. Durch die Vermeidung lokaler Luftmängel bzw. -überschüsse wird die Bildung von unerwünschten Verbrennungsnebenprodukten wie Kohlenmonoxid, teil-/ nicht verbrannten Kohlenwasserstoffen oder Stickoxiden unterdrückt.

Venturi-Technik

Die Venturi-Technik ist die älteste und preiswerteste Lösung. Hierbei wird eine Venturi-Düse vor die Drosselklappe in den Ansaugkanal montiert, die der Ansaugluft selbsttätig Gas beimischt, das aus einem unterdruckgesteuerten Verdampfer angefordert wird. Das Arbeitsprinzip ist einem Vergaser ähnlich. Diese Technik funktioniert grundsätzlich auch ohne jegliche Regelung, lediglich der Verdampfer wird auf ein bestimmtes Kraftstoff-Luft-Gemisch eingestellt. Aktuelle geregelte Venturi-Anlagen verfügen dennoch über ein Steuergerät, das u. a. die vorhandene Lambdasonde auswertet und das Gemisch durch Feinregelung der Gasmenge optimiert. Durch die prinzipbedingte Verengung des Ansaugquerschnitts ist bei Venturi-Anlagen mit leichtem Leistungsverlust und Mehrverbrauch zu rechnen. Viele Luftmengenmesser arbeiten auch bei älteren Fahrzeugen nach dem gleichen Prinzip (Quelle, Bosch K-Jetronik, Luftmengenmesser) Hier ist vor allem die Erfahrung des Umrüsters gefragt. Zudem kann es bei dieser Technik zu einer Rückverbrennung im Ansaugtrakt kommen. Dieses als Backfire bekannte Phänomen ist jedoch kein Zufall, es tritt nur bei fehlerhafter Technik, z. B. durch zu mageres oder viel zu fettes Gemisch (analog zum Vergaserpatschen), durch defekte oder verschlissene Zündanlagen oder auch bei undichten Einlassventilen auf. In den Ansaugstutzen und/oder in den Luftfilterkasten eingebaute Überdruckventile, die sich im Falle der Explosion öffnen und den Druck entweichen lassen, können Schäden durch Backfire verhindern. Die (geregelte) Venturitechnik ist bis zur Abgasnorm Euro 2 (bzw. z. T. auch D3) ohne Verlust einer Steuerklasse geeignet.

Teilsequenzielle Anlagen

Teilsequenzielle Anlagen verwenden ein elektronisch gesteuertes Dosierventil, welches das Gas mittels eines sternförmigen Gasverteilers in die Ansaugstutzen der Zylinder einbläst. Eine Querschnittsverengung im Ansaugtrakt und damit ein Leistungsverlust findet nicht statt. Ebenso ist die Backfire-Gefahr geringer, da das Gas unmittelbar vor den Einlass-Ventilen zugeführt wird und sich daher kein maßgebliches zündfähiges Gemisch im Ansaugtrakt befindet. Diese Anlagen verfügen häufig über einen eigenen programmierbaren Kennfeldgeber für den Gasbetrieb, der lediglich das Signal der Lambdasonde, die Drehzahl (z. B. Nockenwellensensor) und die Drosselklappenstellung vom Fahrzeug abgreift. Daher lassen sich auch ältere Fahrzeuge bis zur Schadstoffnorm Euro 3 mit diesem System ausstatten. Allerdings werden die teilsequenziellen Anlage inzwischen recht selten angeboten. Diese sind gegenüber einer Venturi erheblich teurer in der Anschaffung und durch das zu programmierende Kennfeld aufwändiger einzustellen. Daher übersteigt der Preis häufig den Restwert des umzurüstenden Fahrzeugs.

Vollsequenzielle Anlagen

Vollsequenzielle Anlagen (Stand der Technik im Jahre 2009) verfügen über ein eigenes Dosierventil je Zylinder. Diese modernen Anlagen besitzen häufig nicht mehr einen eigenen autonomen Kennfeldrechner, sondern rechnen die vom Benzinsteuergerät ermittelte Einspritzdauer unter Benzin in eine äquivalente Einblasdauer für Gas um. Statt der Benzindüse wird eine Gasdüse betätigt, das Steuergerät für Gas ermittelt lediglich druck- und damit lastabhängige Korrekturfaktoren. Daher ist die Umrüstung und vor allem Programmierung einfacher, setzt jedoch eine vorhandene sequenzielle oder gruppensequenzielle Benzineinspritzung voraus. Moderne Fahrzeuge verfügen bereits seit Mitte der 1990er Jahre über diese Technik. Die Einführung der Schadstoffnormen Euro 3 und Euro 4 mit EOBD (Euro-On-Board-Diagnose) machte dann die sequenzielle Benzineinspritzung zwingend erforderlich. Die Abgasnorm Euro 4 wird problemlos erreicht bzw. unterboten (Herstellerangaben). Auf jeden Fall ist eine Abgasbestätigung über die derzeit gültige (bzw. dem Fahrzeug entsprechende) Abgasnorm zu verlangen, da sonst eine Abnahme (TÜV) in Deutschland nicht (bzw. nur sehr schwer, also teuer) zu erhalten ist. Ebenso ist eine Bescheinigung über den korrekten Einbau sowie die Dichtheitsprüfung gemäß VDTÜV 750, etc. zu verlangen. (Dies ist auch bei den vorgenannten Systemen notwendig und bei im Ausland eingebauten Anlagen oft nicht vorhanden.)

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