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Keine thermische Mehrbelastung bei Flüssigeinspritzung? (Fax von VW)
Hallo,
als ich meinen Umbau plante habe ich auch bei VW eine Anfrage gestartet bezüglich Gasfestigkeit meines Motors.
VW hat mir nun folgendes geantwortet (Auszug):
Zitat:
... Ein Fahrzeug nachträglich umbauen zu lassen, kann häufig zu Schwierigkeiten führen. Bei Benzinbetrieb "kühlt" das Benzin-Luftgemisch auf Grund der "Verdunstungs-/Zerstäubungskälte" die Ventile und Ventilsitze. Bei Gas entfällt dieser Effekt, sodass die thermische Belastung der Ventile deutlich höher ist.
Wir empfehlen Ihnen daher, sich direkt mit einem Umrüster in Verbindung zu setzen. Die Mitarbeiter dort beraten Sie gerne in einem persönlichen Gespräch und klären mit Ihnen noch offene Fragen, wie zum Beispiel die Ventile geschützt werden können. ...
1.) Ist das für Euch plausibel?
2.) Dann dürfte es aber doch bei Flüssigeinspritzern keine thermische Mehrbelastung gegenüber Benzin geben, oder?
Beste Antwort im Thema
Zitat:
Flüssiges Autogas ist im überdrucklosen Zustand ca. 260 mal dichter (260 mal weniger Rauminhalt) als seine Gasphase (nimmt nur ca. 1/260 stel des Raumes der Gasphase ein, bei gleichem Energieinhalt). Selbst wenn die Gasphase über einen Druckregler mit gewissem Überdruck der einströmenden Luftsäule zugeführt wird, verdrängt sie an dieser Stelle entsprechend Verbrennungsluft.
Bei unter 3 Vol% eines stöchiometrischen LPG/Luft-Gemisches ist der Verdrängungseffekt _sehr_ übersichtlich. 3% weniger Hubraum merkt keine Sau.
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41 Antworten
1.) Ja
2.) Für Einlaßventile ja, für Auslaßventile nur sehr bedingt, da die entstehende Abgastemperatur nicht nur von der (vielleicht etwas gekühlten) Ansaugtemperatur abhängt.
Zitat:
Original geschrieben von GalileoT5
Hallo,
als ich meinen Umbau plante habe ich auch bei VW eine Anfrage gestartet bezüglich Gasfestigkeit meines Motors.
VW hat mir nun folgendes geantwortet (Auszug):
Zitat:
Original geschrieben von GalileoT5
Zitat:
... Ein Fahrzeug nachträglich umbauen zu lassen, kann häufig zu Schwierigkeiten führen. Bei Benzinbetrieb "kühlt" das Benzin-Luftgemisch auf Grund der "Verdunstungs-/Zerstäubungskälte" die Ventile und Ventilsitze. Bei Gas entfällt dieser Effekt, sodass die thermische Belastung der Ventile deutlich höher ist.
Wir empfehlen Ihnen daher, sich direkt mit einem Umrüster in Verbindung zu setzen. Die Mitarbeiter dort beraten Sie gerne in einem persönlichen Gespräch und klären mit Ihnen noch offene Fragen, wie zum Beispiel die Ventile geschützt werden können. ...
1.) Ist das für Euch plausibel?
2.) Dann dürfte es aber doch bei Flüssigeinspritzern keine thermische Mehrbelastung gegenüber Benzin geben, oder?
Hier ein recht interessanter Thread:
@XLTRanger
Das Problem sollen aber ja meistens sie Auslassventile sein - somit würde die Aussage von VW nicht wirklich den Kern der Sache trefen.
@Abbuzze_0
Ja, den Thread hatte ich damals auch schon studiert: Quintessenz ist ja eigentlich auch dort dass die Verdunstungskälte nicht so wesentlich viel ausmacht.
Insofern wundert mich, warum die VW-Kundenbetreuung hier diesen Aspekt in den Mittelpunkt rückt.
Beim 2,0 Liter Motor MPI von VW der im Sharan und T5 verbaut ist, sind ab Anfang 07 alle Köpfe gasfest. Da wurde nämlich bei allen 2,0 Liter Motoren auf den Gaskopf den es ja für den CNG Betrieb gibt, umgestellt. Incl. Ventile.
Zitat:
Original geschrieben von GalileoT5
@XLTRanger
Insofern wundert mich, warum die VW-Kundenbetreuung hier diesen Aspekt in den Mittelpunkt rückt.
Ich halte das einfach für eine Standard-Textpassage mit Argumenten, wie man sie häufig im LPG-Kontext findet. Ich würde den Satz nicht überinterpretieren.
Inwieweit wurde denn in der Antwort überhaupt auf Deinen Motor eingegangen?
Auf meinen Motor wurde überhaupt nicht eingegangen, obwohl ich meinen Fahrzeugschein beigelegt hatte.
Ich werde dem Schreiben wohl auch nicht allzu viel Bedeutung beimessen, insbesondere mein Umrüstungs-Konzept deshalb jetzt nicht mehr umstoßen.
Also habe meinen Taschenrechner bemüht und etwas gerechnet:
(Hoffentlich richtig)
Verdunstungskälte:
Propan 426 kJ/kg
Butan 385 kJ/kg
Spezifische Wärmekapazität von
Luft 1,005 kJ/(kg·K)
Propan 1,696 kJ/kg K
Butan 1,734 kJ/kg K
Gemischverhältnis (auch bei Gas?) 1:14,7 Benzin:Luft
ich gehe davon aus (weil ich keine anderen Infos habe) das das in etwa gleich bleibt.
Bspw. bei der Verdunstung:
1g Propan kühlt 14,7g Luft um ca. 29°C ab
1g Butan kühlt 14,7g Luft um ca. 26°C ab.
Für das Gemisch ergibt sich
Propan:Luft -26°C
Butan:Luft -23,4°C
Enspricht also ca. dem Unterschied zw. Sommer- und Wintertag.
Inwieweit da noch die Druckerhöhung nach der Einspritzung wirkt oder wirken kann weiß ich nicht.
Zur Antwort von VW - Ich denke auch, dass eine Floskel was. Klingt ja auch gut ;)
Ok, deine Rechnung klingt mal nicht schlecht.
Folgende Anmerkung zum Mischungsverhältnis:
Energieinhalt: Benzin: 43 MJ / kg; Gas: 47 MJ/kg. Damit dürfte das Mischungsverhältnis (auf Basis deiner 14,7) dann auf Gas umgerechnet korrigiert 16,1 betragen.
Dann kommst du mit 50% Propan / 50% Butan auf 25 Grad.
Dass aber eine Temperaturdifferenz von 25 Grad dazu führt, dass Ventilsitzringe nachgeben, das glaube ich schlicht und einfach nicht.
Ich mache mal noch einen anderen Ansatz:
Die Verdunstungsenthalpie von Benzin beträgt 350 kJ/kg. Ausgehend von einem Wirkungsgrad von 35% (bei Vollgas eher weniger) haben wir bei Benzin eine Abwärme von mindestens 65% aus 43 MJ/kg, also mindestens 28 MJ/kg. Die Innenkühlung von 0,35 MJ/kg macht dann gerade mal 1,25% der Abwärme aus.
Das kann's nicht wirklich sein.
Zitat:
Original geschrieben von GalileoT5
Dass aber eine Temperaturdifferenz von 25 Grad dazu führt, dass Ventilsitzringe nachgeben, das glaube ich schlicht und einfach nicht.
Nunja, grundsätzlich redest Du hier von Ansaugtemperatur. Nicht vergessen, daß ein Motor das Gemisch anschließend noch auf das etwa 9...11 fache verdichtet. Du magst Dir jetzt die Mühe machen, den dazugehörigen Unterschied in der Verdichtungsendtemperatur auszurechnen. Aber der Einfluß ist trotzdem nur die halbe Wahrheit. Richtig erkannt, meist hört man von Problemen am Auslaßventil. Hier ist vor allem entscheidend, daß das Abgas von LPG, CNG, aber auch Ethanol zum Beispiel eine andere Zusammensetzung hat als das von Benzin, und damit auch eine eine andere Wärmekapazität hat, in der Regel geringer. Das bedeutet, wenn es die gleiche Wärmemenge im Abgas abführen muß, muß es sich dafür auf ein höheres Temperaturniveau begeben. Das bedeutet höhere Abgastemperatur. Auch bei flüssig einspritzenden Anlagen.
Ich zweifle ja nicht an, dass LPG heißere Abgase zur Folge hat, das ist ja angeblich auch schon gemessen worden. Allerdings erscheint es mir plausibel dass es - wie du geschrieben hast - dafür (noch) andere Gründe als die Verdunstungsenthalpie geben muss.
Ich sehe nicht inwieweit die Temperaturdifferenz im verdichteten Zustand anders sein sollte - zumindest sollte sie sich nicht vergrößern, denn beim Verdampfen dehnt sich das Gemsich ja aus - bzw. hat man mit verdampftem Treibstoff eher weniger Platz für Luft, was ja zu dem bekannten minimalen Leistungsverlust führt.
Damit wäre aber dann auch klar, dass die höheren Temperaturen nicht nur bei Verdampferanlagen sondern (fast) genauso bei Flüssigeinspritzanlagen auftreten - und das ist der Punkt um den mir eigentlich hier ja geht (siehe Threadtitel).
Zitat:
Original geschrieben von GalileoT5
Ich sehe nicht inwieweit die Temperaturdifferenz im verdichteten Zustand anders sein sollte - zumindest sollte sie sich nicht vergrößern, denn beim Verdampfen dehnt sich das Gemsich ja aus - bzw. hat man mit verdampftem Treibstoff eher weniger Platz für Luft,
Nicht ganz richtig, wenn Du die Luft wirklich um 25K abkühlen kannst (unter Laborbedingungen klappt das vielleicht, im praktischen Betrieb wird's deutlich weniger sein), zieht die sich zusammen, bzw. Du erhöhst die Dichte. (Aus genau dem Grund haben Turbomotoren Ladeluftkühler...). Je weiter Du beim Ansaugen runterkühlen kannst, umso mehr Platz hast Du für Luft.
Zitat:
Original geschrieben von GalileoT5
Damit wäre aber dann auch klar, dass die höheren Temperaturen nicht nur bei Verdampferanlagen sondern (fast) genauso bei Flüssigeinspritzanlagen auftreten - und das ist der Punkt um den mir eigentlich hier ja geht (siehe Threadtitel).
Absolut richtig.
Du darfst natürlich auch nicht vergessen, daß das Temperaturproblem wirklich nur im Vollastbereich eine echte Rolle spielt. Nimm mal an, Du hast im Benzinbetrieb im Leerlauf eine Abgastemperatur irgendwo um 3...400°C, im Teillastbereich vielleicht 600°C und in der Vollast am Nennleistungspunkt auch mal 800°C. Dann kannst Du davon ausgehen, daß Deine Bauteile durchaus bis 850°C robust sind. Wenn Du nun in irgendeinem Teillastpunkt im Gasbetrieb statt 600°C auf einmal 700°C hast, ist das Deinem Motor immernoch relativ egal. Spielt natürlich für den Gesamtverschleiß - gerade an Ventilsitzen - noch eine Rolle, wie oft und wie lange Du in welchen Temperaturbereichen rumfährst. Aber es gibt einigermaßen viele Gasmotoren die auch dadurch ziemlich lange leben, weil der Fahrer mit dem rechts unten im Fußraum befindlichen Rohr-Eins-bis-Vier-Bewässern-Pedal nicht ganz so inflationär umgeht.
Zitat:
Original geschrieben von XLTRanger
Zitat:
Original geschrieben von GalileoT5
Ich sehe nicht inwieweit die Temperaturdifferenz im verdichteten Zustand anders sein sollte - zumindest sollte sie sich nicht vergrößern, denn beim Verdampfen dehnt sich das Gemsich ja aus - bzw. hat man mit verdampftem Treibstoff eher weniger Platz für Luft,
Nicht ganz richtig, wenn Du die Luft wirklich um 25K abkühlen kannst (unter Laborbedingungen klappt das vielleicht, im praktischen Betrieb wird's deutlich weniger sein), zieht die sich zusammen, bzw. Du erhöhst die Dichte. (Aus genau dem Grund haben Turbomotoren Ladeluftkühler...). Je weiter Du beim Ansaugen runterkühlen kannst, umso mehr Platz hast Du für Luft.
Wie kommst du darauf? Warum sollte das im praktischen Betrieb weniger sein? Physikalische Effekte sind i.d.R. ziemlich eindeutig.
Und was Galileo meinte ist die Ausdehnung des verdampften Flüssiggases, ums 250-fache. Ich denke da spielt die Volumenverringerung bei 25K keine große Rolle mehr.
Hallo zusammen,
angeregt durch die Temp.diskussionen der vergangenen Tage bin ich heute nochmal neugierig geworden.
Heute Abend hatte ich die Gelegenheit zu einer 2. Messfahrt mit meinem S210 E320 V6 mit Icom, diesmal endlich mit Vollast (Kickdown) und im Vmax-Bereich!
Das wollte ich unbedingt noch messen, bevor ich bald beim nächsten Service Sonde, Kabel etc. wieder ausbaue.
Das Fazit habe ich ins Posting 217 meines Erfa-Threads eingearbeitet:
http://www.db-forum.de/forum/showpost.php?p=250238&postcount=217
Insgesamt ergibt sich für das Fahrzeug mit der Icom auch im obersten Drehzahlbereich, sowie auch bei Kickdown (Vollast) keine höhere Temperatur im LPG-Betrieb gegenüber dem Benzinbetrieb mit Super95.
Auch kein plötzlicher starker Anstieg bei Vollast.
Insgesamt bewegen sich die gemessenen Temperaturen auf LPG mit unter 700 Grad C. auf gerader Ebene alle im m.E. regulären Betriebsbereich.
ich werde trotzdem sehr hohe Geschwindigkeiten und Kickdown nicht häufiger als bisher aufsuchen, da der Verschleiss dort so oder so größer ist. Außerdem ist der Verbrauch dann extrem hoch.
PS: Da die Abgassteuerung von der Motorsteuerung mit abhängt, die von Icom direkt abgegriffen wird, dürfte das Ergebnis sich nicht unbedingt auf andere Hersteller bzw. LPG-Anlagen verallgemeinern lassen!
Interessant fänd ich nach wie vor die Messung an so einem Fzg. mit Verdampfer-Gasanlage. Ich kann mir schon gut vorstellen, dass es dort dann sehr auf die richtige Einstellung ankommt, um keine heißeren Abgase zu erzeugen.
Die originale MB-Benzinkennlinie wird von der Icom anscheinend passend umgesetzt, was ja erfreulich ist!
Bin froh, dass ich mir die ganze Mühe mit der Temperatursonde, 'Fahrwindisolierung etc. gemacht habe! ;)
Tja - was schließen wir nun daraus?
Heißere Verbrennung doch nur bei Anlagen mit schlecht plazierten Injektoren, minderwertiger Steuerung und/oder schlechter Einstellung?
Oder doch eine größere Bedeutung der Innenkühlung?