„Der Gasmotor stand lange abseits, obwohl doch alle Verbrennungsmotoren ihren Anfang im Gasmotor des 19. Jahrhunderts haben“ (Zacharias 2001, S.15). Es sind steigende Energiepreise und die immer finsterer werdenden Prognosen über die Verfügbarkeit von Rohöl als Ausgangsprodukt für Primärenergielieferanten, welche die Forschung und Entwicklung von alternativen Energieträgern immer stärker begünstigen. Gasmotoren arbeiten mit diesen Energieträgern und wurden schon immer, auch in Zeiten von redundanter Verfügbarkeit von Kraftstoffen, genutzt um dann meist energetisch schwache Gase wie z.B. aus Abfällen zu verwerten um Strom und Nutzwärme zu erzeugen. Nun ist mittlerweile aber nicht mehr nur die Anlagentechnik zur Verwertung und Entsorgung von Problemgasen interessant, sondern steigende Energiepreise machen die Nutzung von Gasmotoren in sämtlichen Bereichen der Energieerzeugung generell wichtig. Gerade im Bereich der Personenkraftwagen ist durch die Umstellung auf den Betrieb mit Flüssiggas eine Einsparung sowohl von Betriebskosten als auch von Emissionen möglich. In der Debatte zur Schonung der Umwelt und Reduktion der Abgase wird die Verwendung von Gasen als Energieträger viel diskutiert. Durch der Forschung neuste Entwicklungen der letzten Jahre kennzeichnen den Gasmotor heute ein hoher Wirkungsgrad, sauberere Abgase als bei anderen vergleichbaren Brennstoffen sowie günstigere Preise und niedrigere Betriebskosten (vgl. Zacharias 2001, S.15f).
Da nun der Gasmotor eine Kolbenverbrennungskraftmaschine ist und daher dem Benzin-Ottomotor und dem Dieselmotor ähnlich ist, wobei der Gasmotor eben mit Gasen oder Gas - Treibstoffmischungen betrieben wird, betrachtet diese Arbeit zunächst die Entwicklung des Kolbenmotors....
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Anfänge und Entwicklung des Kolbenmotors
3. Die ersten Kolbenkraftmaschinen
4. Der Otto Motor
5. Motorkenngrößen
5.1 Luft – Kraftstoff- Verhältnis λ
5.2 Verdichtung
6. Der Betriebsstoff Gas im Auto
7. Autogas LPG
7.1 Was ist Flüssiggas
7.2 Aufbau und Funktion einer Autogasanlage
7.2.1 Venturitechnik
7.2.2 Sequenzielle Autogasanlagen
7.2.3 Liquid Propane Injection – Autogasanlagen
8. Fazit – Ökologische/Ökonomische Betrachtung
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht die historische Entwicklung des Gasmotors und analysiert den Einsatz von Autogas (LPG) als alternativen Kraftstoff in modernen Personenkraftwagen, wobei technische Funktionsweisen sowie ökonomische und ökologische Aspekte beleuchtet werden.
- Entwicklungsgeschichte der Kolbenverbrennungskraftmaschine
- Physikalische Grundlagen und Kenngrößen des Otto-Prozesses
- Technische Klassifizierung verschiedener Autogasanlagen (Venturi, Sequenziell, LPI)
- Wirtschaftliche Amortisationsrechnung und ökologische Emissionsbetrachtung
Auszug aus dem Buch
7.1 Was ist Flüssiggas
Wie bereits in Abschnitt fünf angerissen, handelt es sich bei den, für den PKW Betrieb hauptsächlich genutzten Gasen, um C3- und C4-Kohlenwasserstoffe sowie deren Gemische. Diese fallen als Naturprodukte an und werden zudem als Synthesegase gewonnen. Wie bereits erwähnt, liegt der große Vorteil dieser Gase darin, dass sie bereits im Bereich positiver Temperaturen, unter geringer Druckeinwirkung, verflüssigen. So verflüssigt sich Propan, einer der Hauptbetriebsstoffe von LPG-Anlagen, schon bei einem Druck von 1,013 bar und +/- 0˚C. Hierbei verringert sich das Volumen des Gases auf 1/250 des Ausgangsvolumens (vgl. Kasedorf 1983, S.12). Dies stellt einen der wesentlichen Gründe für den wirtschaftlichen Transport und Einsatz des Flüssiggases dar. In Bezug auf ökologische Gesichtspunkt kommt besonders zum tragen, dass bei der Gewinnung von Flüssiggas relativ leicht die Kohlenwasserstoffverbindungen von Verunreinigungen getrennt werden können. Hierdurch wird Flüssiggas zu einem der reinsten technischen Energieträgern im Bereich der C Energieträger, so dass, bei der späteren Verbrennung, die Schadstoffemission, auch weil Autogas ein besonders gutes Gemisch mit Luft bildet und somit sauberer verbrennt, deutlich geringer als bei Benzinbetrieb ausfällt. Zudem ist Autogas völlig frei von Blei- und Schwefelverbindungen (vgl. Bosch 2003, S.33).
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung führt in die Bedeutung des Gasmotors ein und skizziert das Ziel der Arbeit, den Autogasbetrieb in Personenkraftwagen unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu untersuchen.
2. Anfänge und Entwicklung des Kolbenmotors: Dieses Kapitel erläutert die Grundlagen der inneren Verbrennung und beschreibt die historischen Anfänge der Kolben-Verbrennungskraftmaschine von Christian Huygens bis Jean Joseph Lenoir.
3. Die ersten Kolbenkraftmaschinen: Hier wird der entscheidende Beitrag von Nikolaus August Otto und die Entwicklung des atmosphärischen Flugkolbenmotors sowie dessen Weiterentwicklung zum Viertaktmotor thematisiert.
4. Der Otto Motor: Das Kapitel beschreibt den klassischen 4-Takt-Zyklus sowie den thermodynamischen Ablauf des motorischen Arbeitsprozesses anhand des p-V-Diagramms.
5. Motorkenngrößen: Hier werden die für den Otto-Prozess essenziellen Größen, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis λ und das Verdichtungsverhältnis ε, definiert.
6. Der Betriebsstoff Gas im Auto: Dieses Kapitel beleuchtet die historischen und technischen Gründe für den Einsatz von Gas als Kraftstoff sowie dessen zeitweilige Verdrängung durch flüssige Brennstoffe.
7. Autogas LPG: Das umfangreiche Hauptkapitel analysiert die Eigenschaften von Flüssiggas und vergleicht verschiedene technische Anlagenkonzepte wie Venturi, sequenzielle und LPI-Systeme.
8. Fazit – Ökologische/Ökonomische Betrachtung: Das Fazit bewertet den Betrieb mit Autogas durch eine beispielhafte Wirtschaftlichkeitsrechnung und eine Analyse der ökologischen Vorteile gegenüber herkömmlichen Kraftstoffen.
Schlüsselwörter
Gasmotor, Kolbenmotor, Autogas, LPG, Viertaktprinzip, Verdichtung, Venturitechnik, Sequenzielle Autogasanlagen, Liquid Propane Injection, LPI, Emissionsreduktion, Kraftstoffkosten, Verbrennungskraftmaschine, Motorentechnik, Umrüstung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Historie von Gasmotoren und der heutigen Nutzung von Autogas (LPG) als alternativem Kraftstoff für Personenkraftwagen.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die zentralen Themen sind die geschichtliche Entwicklung des Verbrennungsmotors, die physikalischen Grundlagen der Gaseinspeisung sowie die moderne Autogastechnik.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, die Funktionsweise von LPG-Anlagen in PKW zu beschreiben und deren wirtschaftliche sowie ökologische Auswirkungen gegenüber Benzin zu evaluieren.
Welche wissenschaftliche Methode wurde verwendet?
Es handelt sich um eine Literaturarbeit, die auf technischer Fachliteratur und historischen Quellen zur Motorenentwicklung basiert.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil behandelt die theoretischen Grundlagen des Otto-Prozesses, die Eigenschaften von Flüssiggas und die detaillierte Beschreibung verschiedener technischer Anlagen-Typen (Venturi, Sequenziell, LPI).
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Wichtige Begriffe sind Gasmotor, Autogas (LPG), Motorentechnik, Viertaktprinzip, Emissionsreduktion und Wirtschaftlichkeit.
Was ist der wesentliche Unterschied zwischen einer Venturianlage und einem LPI-System?
Während die Venturianlage das Gas unterdruckgesteuert in den Ansaugtrakt leitet, spritzen LPI-Anlagen das Gas in flüssiger Form direkt ein, was eine interne Brennraumkühlung ermöglicht.
Warum amortisiert sich eine Autogasanlage laut dem Autor?
Die Amortisation ergibt sich aus der Differenz zwischen den niedrigeren Kraftstoffkosten für LPG gegenüber Benzin, die bei einer jährlichen Laufleistung von 25.000 km nach etwa zwei Jahren die Investitionskosten decken.
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- B.A. Maximilian Stangier (Author), 2008, Gasmotoren – Entwicklung und Geschichte sowie die exemplarische Behandlung des PKW Betriebes mit Autogas, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/166612
