Das Autogas Lexikon: Alles über LPG und Autogasanlagen

Eine Autogasanlage, auch kurz Gasanlage genannt, besteht im Wesentlichen aus dem Autogas-Tank, welcher entweder anstatt des Reserverades im Kofferraum Platz findet oder als Unterflurvariante unter dem Autogas-Fahrzeug befestigt wird. Als weitere LPG-Komponenten wird noch das Gassystem selbst, je nach Funktionsprinzip des Otto-Motors sowie der Tankanschluss, der Umschalter und die Leitungen verbaut. Man unterscheidet dabei die Gasanlagen nach verschiedene Generationen: Die einfachste und älteste Art ist die Gaseinblasung mit Verdampfertechnik. Autogas wird mittels Verdampfer in die Gasphase überführt und über einen zentralen Mischer (Venturi-Prinzip), bzw. über einzelne Ventile (Teil-, bzw. Vollsequentielle Gasanlage) in das Saugrohr geblasen. Dabei entsteht gegenüber dem Betrieb mit Benzin ein Leistungsverlust von rund 5-10%. Die 2. Generation der Autogasanlagen stellt den aktuellen Stand der Technik dar. Das LPG wird über eine Vorförderpumpe direkt über Gasinjektoren in das Saugrohr des LPG-Autos gespritzt und verdampft erst kurz vor dem Einlassventil. Während des Expansionsprozesses von Autogas wird „Verdunstungskälte“ frei, welche den Füllungsgrad leicht erhöht und zu einer Leistungssteigerung führen kann. Diese Autogasanlagen werden auch als „LPI“ Gasanlagen (Liquid-Propane-Injection) bezeichnet. Die 3. und zukünftige Generation ist die sog. LPG-Direkteinspritzung, wobei das flüssige Autogas über eine LPG-Pumpe in die Hochdruckpumpe des Motors gefördert und anschließend über die Benzin-Injektoren direkt in den Brennraum gespritzt wird. Diese Gasanlagen arbeiten rein monovalent, da auch der Motorstart mit Autogas erfolgt. Benzin wird nur benötigt wenn der Gastank leergefahren werden sollte. Die Bezeichnung ist hierbei meist „LPDI“ (Liquid Propane Direct Injection) oder einfach kurz „LGI“ (Liquid Gas Injetion).
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Kraftstoff für alle konventionellen Otto-Motoren. Die Oktanzahl von Super-Benzin liegt in Deutschland zwischen 95 und 102, woraus die physikalischen Leistungsgrenzen der Motoren resultieren. Benzin wird aus Rohöl raffiniert, wobei er einen fossilen Kraftstoff darstellt und somit endlich ist.
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Unter einem bivalenten LPG-Betrieb versteht man die Nutzung von zwei verschiedenen Kraftstoffen (Autogas und Benzin). Bei einem LPG-Fahrzeug mit einer nachgerüsteten Autogasanlage, kann der Fahrer sowohl den vorhandenen Otto-Kraftstoff als auch das Autogas für die Antriebsweise des Fahrzeugs nutzen. Dadurch lässt sich die Reichweite des LPG-Autos nahezu verdoppeln, indem sowohl Benzin als auch LPG zum Einsatz kommen.
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Der Brennwert von Autogas ist höher als der von Benzin. Mit 46 MJ/kg, was 12,8 kWh/kg entspricht, ist der Brennwert von LPG etwa 5% höher als der von Benzin.
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Butan ist neben Propan oft auch Bestandteil von Autogas / LPG. Genauso wie Propan fällt Butan bei der Gewinnung von Rohöl an und kann als „Abfallprodukt“ z.B. als Flüssiggas weiterverkauft werden.
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Flüssiggas, unter den Begriffen Autogas und LPG geläufig, ist ein flüssiges Gemisch aus Kohlenwasserstoffen. Unter einem Druck von ca. 5 bar werden die zwei Hauptbestandteile von LPG – die Gase Propan (C3H8) und Butan (C4H10) – in die Flüssigphase überführt. Autogas besteht zu mindestens 60% aus Propan und 40% Butan. Daneben kommen noch weitere Kohlenwasserstoffe wie Isobutan (C4H10), Propen (C3H6) und unterschiedliche Butene (C4H8) im LPG Kraftstoff vor. Darüber hinaus kommen auch Rückstände aus Weichmachern wie etwa Diisooctyl-Phthalat im Autogas vor, die sich an den Komponenten der Gasanlage oder den Injektoren ablagern können. Flüssiggase, die bei der Raffinierung von Benzin und Diesel anfallen, können zudem auch Alkene und Olefine enthalten. .
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CNG (Compressed Natural Gas) bedeutet übersetzt Erdgas, welches unter hohem Druck (rund 200 bar) in dicken Stahltanks gespeichert wird. Das Gas findet meist Anwendung in Fahrzeugen mit Erdgasantrieb, welche von den Fahrzeugherstellern bereits ab Werk umgerüstet werden. Erdgas wird im Gegensatz zu Autogas unter hohem Druck im CNG-Tank in der Gasphase gespeichert.
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Autogas hat gegenüber konventionellen Kraftstoffen nicht nur einen ökonomischen Vorteil. Auch die Umweltverträglichkeit von LPG ist deutlich besser und besteht selbst den Vergleich mit alternativen Kraftstoffen wie Erdgas (CNG), das eine vermeintlich bessere Ökobilanz aufweist. Neueren Studien zufolge verringert sich der CO² Ausstoß eines Fahrzeuges nach einer Autogas-Umrüstung um etwa 17%. Dies beinhaltet auch den Transport des Autogases bis hin zum Endverbraucher. Bei Erdgas wird durch den aufwändigen Transport die CO² Bilanz deutlich geschmälert, wodurch Autogas in der Endabrechnung den geringsten CO² Ausstoß im Vergleich zu Benzin, Diesel und CNG aufweist.
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Was bei Diesel-Motoren seit vielen Jahr im Einsatz ist findet beim Otto-Motor erst seit rund 5 Jahren eine breite Anwendung bei vielen Motorenherstellern. Der Kraftstoff wird hierbei nicht wie sonst in das Saugrohr vor die Einspritzventile gespritzt sondern direkt mit über 100 bar über eine Hochdruckpumpe in den Brennraum. Dabei wird zwischen dem sog. Homogen- und dem Schichtladebetrieb unterschieden. Der Unterschied ist der Einspritzmoment im jeweiligen Arbeitstakt des Motors. Homogenbetrieb ist der Zustand, bei dem der Kraftstoff im Ansaugtakt eingespritzt wird und sich dabei mit der Luft zu einem Kraftstoff-Luftgemisch homogen vermischen kann. Von einem Schichtladebetrieb spricht man wenn der Kraftstoff erst im Verdichtungstakt eingespritzt wird. Heutige Motoren verfügt fast ausschließlich über Benzindirekteinspritzung da sich daraus entsprechende Verbrauchsvorteile ergeben. Für die Autogas-Umrüstung von Direkteinspritzern gibt es allerdings bis dato noch keine zuverlässig funktionierenden, bzw. zugelassenen Autogasanlagen. Ende 2015 wird ein LPG System auf den deutschen Markt kommen, welches nach unabhängigen Aussagen „eine Revolution für die Autogas-Branche darstellt“.
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Der Dampfdruck ist der Druck, den Flüssiggas (Autogas, LPG) bei der jeweiligen Temperatur des Gases in einem geschlossenen Raum besitzt. Dieser Druck entsteht durch den Teil des verdampften Flüssiggases im geschlossenen System. Je höher die Temperatur von LPG ist, desto höher ist auch der jeweilige Dampfdruck, der zudem auch von der Gaszusammensetzung abhängig ist (bei Autogas von Propan und Butan).
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DIN ist die Abkürzung für die „Deutsche Industrie Norm“ und beschreibt z.B. mit der Nummer 589 u.a. die Zusammensetzung und Prüfverfahren von Autogas. Für Benzin gilt die DIN 228 und für Diesel die DIN 590.
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Die ECE-Regulation beschreibt u.a. die Zulassung für Gasanlagen und deren LPG-Komponenten. Alle Bauteile, die in Autogasanlagen verbaut werden, unterliegen der ECE-Regulation 67R-01. Nach erfolgreicher Überprüfung der Bauteile erhalten diese durch den TÜV eine Genehmigungsnummer, welche eindeutig auf dem jeweiligen Bauteil zu kennzeichnen ist. So trägt z.B. die zugelassene Flüssiggaspumpe GTX von OT-engineering die Homologationsnummer E8 67R-01 7570. Erst nach der Erteilung dieser Homologationsnummer dürfen die Autogas-Komponenten in den Verkehr gebraucht werden. Tragen LPG-Komponenten diese Nummer nicht, so sind sie auch nicht für den Betrieb mit Autogas zugelassen.
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Zur Verbesserung der Ökobilanz eines Autos kann mit Hilfe chemischer, mechanischer oder katalytischer Verfahren der Ausstoß von Treibhausgasen und Stickoxiden verringert werden. Bei Diesel-PKW wird mit Hilfe von Harnstoff – auch AdBlue genannt - eine Abgasnachbehandlung durchgeführt, mit der moderne Dieselmotoren auch die Euro-Norm 6 erreichen. Der gleiche Effekt kann auch mit Hilfe von Autogas bzw. LPG erzielt werden. Wird beim Dieselmotor 30% LPG direkt in den Brennraum des Motors eingespritzt, wird die Verbrennung dahingehend optimiert, dass etwa 50% weniger Rußpartikel emittiert werden. Darüber hinaus sinkt bei diesem Verfahren auch der Ausstoß von Stickoxiden und CO², was zur sehr guten Ökobilanz des Diesel-Autogas-Systems beiträgt. Bei der Flüssiggaseinspritzung verbrennt das Diesel-Autogas-Gemisch heißer, wodurch ein Großteil der Rußpartikel verbrannt und die Effektivität des Motors gesteigert wird. Dadurch können bessere Verbrauchswerte erzielt werden, was neben den günstigen Kraftstoffkosten für LPG zur Wirtschaftlichkeit der Autogasanlage für Dieselmotoren beiträgt.
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Erdgas ist ein fossiles Brenngas, welches eine sehr hohe Oktanzahl von 130 besitzt und auf Grund seiner kurzen Kohlenstoffkette (nur ein C-Atom) bei der Verbrennung für einen sehr niedrigen CO2-Austoß sorgt. Da Erdgas genauso wie Rohöl speziell gewonnen werden muss, stellt es neben Benzin und Diesel einen begrenzt verfügbaren Kraftstoff dar. Da sich Erdgas selbst unter hohem Druck nicht verflüssigen lässt, muss es für den Transport auf bis zu -170°C gekühlt werden um es dann in großen Mengen flüssig transportieren zu können. Rechnet man den aufwändigen Transport und die Lagerung von Erdgas in die Ökobilanz des Kraftstoffes mit ein, unterliegt Erdgas im Vergleich zu Autogas deutlich. Die Speicherung von Erdgas in PKW Erdgasanlagen findet bei 200 bar in speziellen Edelstahl Gastanks statt. Dieses stellt einen erheblichen Aufwand bei der Umrüstung von Fahrzeugen dar, da sämtliche Leitungen aus massivem Edelstahl gefertigt und verlegt sowie die schweren Stahltanks entsprechend im Fahrzeug verbaut werden müssen.
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Autogas besteht laut DIN-Norm zu 95% aus Propan und Butan. Die restlichen 5% sind Abfallstoffe, die dem Flüssiggas beigemengt werden dürfen. Neuere Studien belegen jedoch, dass diese Mischung aus Paraffinen und anderen Fremdstoffen zu Ablagerungen an Injektoren oder Ventilen führen können. Dieses Problem tritt zumeist bei Autogas-Verdampferanlagen auf, da sich die schädlichen Paraffine, die sog. Olefine erst in der Gasphase an den Bauteilen ablagern. LPG-Filter sollen diese Fremdstoffe aus dem Autogas filtern. Dabei wird zwischen zwei LPG-Filtern unterschieden, welche die Fremdstoffe in der Gas- oder in der Flüssigphase herausfiltern. In der Flüssigphase werden die Verunreinigungen schon beim Tanken herausgefiltert. Dieses geschieht entweder über ein Gasfilterelement in der Befüll-Leitung des Gastanks, welcher nur mit hohem Aufwand zu wechseln ist, oder über einen im Tankadapter integrierten Gasfilter. Der Filter im Tankadapter hat den Vorteil, dass der Kunde selbst nach einem Jahr, bzw. 20.000 gefahrenen Kilometern, das Filterelement austauschen kann. In der Gasphase hingegeben sitzt der Filter bei Verdampferanlagen nach dem Verdampfer, welcher die enthaltenen Paraffinprodukte aufnehmen und somit die Gaseinblasventile vor einem „Verkleben“ schützen soll. Das Filtermedium ist dabei sehr unterschiedlich. Autogas-Filter können aus speziellem Papier, einer Metalllegierung, oder synthetischem Gewebe bestehen. Dabei ist besonders wichtig, dass synthetische Materialen gegen LPG resistent sind und nicht ihre Eigenschaften beim Kontakt mit Autogas verändern.
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Flüssiggas ist die Kurzform für „verflüssigtes Gas“, also Gas, welches unter Druck von der Gasphase in die Flüssigphase überführt wurde. Zu den Flüssiggasen gehört u.a. das Autogas (LPG), welches überwiegend aus Propan und Butan besteht.
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Die Gasanlagenprüfung ist seit 2006 gesetzlich verankert und verpflichtend für alle Autogas- und Erdgas-Fahrzeuge. Laut Gesetz muss eine Autogasanlage in regelmäßigen Abständen einer GAP unterzogen werden. Die Gasanlagenprüfung darf ausschließlich von fachkundigem Personal mit Zertifikat vorgenommen werden, die eine entsprechende Schulung nachweisen können. Erst nach der Gasanlagenprüfung werden die Autogas-Fahrzeuge zur Hauptuntersuchung zugelassen.
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Der „Gaspreis“, also der Preis den Kunden für alternativen Kraftstoff (Autogas oder Erdgas) an den Gastankstellen bezahlen, wird bis Ende 2018 mit einem reduzierten Steuersatz in Höhe von 9,7 Cent von der Bundesregierung gefördert. Derzeit finden Gespräche auf Bundesebene statt, diese Steuervergünstigung bis zum Jahr 2025 zu verlängern. Sollte dieses Vorhaben scheitern, so würde sich dieser Steuersatz um rund 12 Cent erhöhen und somit den Gaspreis leicht steigen lassen.
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Die Gassystem-Einbauprüfung ist für alle Fahrzeuge verpflichtend, die auf Autogas umgerüstet wurden. Auf diese Weise soll sichergestellt werden, dass beim Einbau der Autogasanlage alle erforderlichen Normen beachtet werden. Der GSP-Prüfer wird explizit dazu angehalten, die Gasanlage und deren Komponenten auf eine UN ECE Genehmigung hin zu prüfen. Handelt ein GSP-Prüfer entgegen dieser Normen, kann ihm das GSP-Zertifikat entzogen werden. Neben dem Einbau darf auch die Wartung und Reparatur einer Gasanlage nur von einem GSP-Prüfer durchgeführt werden.
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Derzeit gibt es in Deutschland rund 6.750 LPG Tankstellen und rund 900 Erdgas Tankstellen. Europaweit sind es mittlerweile mehr als 25.000 Gas-Tankstellen. Das Betanken mit Autogas erfolgt problemlos durch den jeweiligen Tankadapter für das entsprechende Land, bzw. Gassystem. In Deutschland findet man überwiegend den ACME Tankanschluss, in Polen, Italien und Frankreich die sog. Dish-Ausführung und in den Niederlanden die Bajonett-Version. Eine Vereinheitlichung der unterschiedlichen Anschlussversionen für LPG-Fahrzeuge sollte mit dem Euro-Nozzle eingeführt werden, welcher allerdings zurzeit nur in Spanien Anwendung findet.
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Eine Homologation beschreibt die Überprüfung und Zulassung aller für den Betrieb mit Autogas notwendigen LPG-Komponenten, wie z.B. den Gastank, Multiventil, LPG-Pumpe, Leitungen, Injektoren, Ventile, Druckregler, etc. Nach erfolgreicher Überprüfung aller Bauteile einer Autogasanlage durch den TÜV erteilt dieser eine entsprechende Homologationsnummer, welche mit einem E-Prüfzeichen für das jeweilige Land beginnt. Die Prüfnummer E8 67R-01 7570 beschreibt zum Beispiel die Zulassung einer Flüssiggaspumpe nach der Homologationsvorschrift 67R-01. Die E8 steht dabei für das Land – in diesem Fall Tschechien – in dem die Homologation durchgeführt und die Genehmigung zum Betrieb mit Autogas erteilt wurde. Es dürfen nur Bauteile mit einer entsprechenden Kennzeichnung nach 67R-01 in Autogasanlagen verbaut werden, andernfalls sind sie nicht für LPG zugelassen und die Betriebserlaubnis des Autogas-Fahrzeuges kann erlöschen. Nach dem Einbau einer Autogasanlage werden durch TÜV, Dekra, etc. alle verbauten LPG-Komponenten hinsichtlich Ihrer Homologation für den Betrieb mit Autogas (67R-01) überprüft und anschließend in die Fahrzeugpapiere eingetragen. Eine erneute Überprüfung der Gasanlage erfolgt ebenfalls alle 2 Jahre bei der wiederkehrenden Hauptuntersuchung.
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Die Icom JTG gehört zur Klasse der "LPI Anlagen", bei denen das Autogas mit Hilfe einer Kraftstoffpumpe ins Saugrohr eingesrpritzt wird. Durch die Kühlung der Ladeluft wird bei den LPI Anlagen meist eine geringe Leistungssteigerung des Motors erzielt. Detailierte Informationen zur Icom JTG Autogasanlage finden Sie hier.
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Unter einem Injektor versteht man das Element, welches den Kraftstoff in den Motor flüssig einspritzt. Die Kraftstoffeinspritzung kann dabei entweder indirekt, also im Saugrohr vor die Einlassventile, oder direkt in den Brennraum des Motors erfolgen. Injektoren gibt es sowohl für Benzin, als auch in der aktuellen Version für Gasanlagen. Dabei erzeugt immer eine Pumpe im LPG-Tank den nötigen Einspritzdruck von rund 3 bar bei der indirekten Autogas-Einspritzung. Bei der direkten Einspritzung von LPG sind es sogar über 100 bar. zurück zur Übersicht

Durch die Umrüstung eines Fahrzeuges für den Autogas-Betrieb sollten die entsprechenden Inspektionsvorgaben der Gasanlagenhersteller eingehalten werden. Diese sind i.d.R jährlich, bzw. alle 20.000 km und beinhalten neben der Funktions- und Dichtigkeitsprüfung auch den Wechsel der verbauten Gasfilter / LPG-Filter.
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Die Jahresfahrleistung ist die Grundlage für Berechnung der Amortisationszeit der Autogasanlage. Je höher die Jahresfahrleistung und der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeuges, desto niedriger ist i.d.R. die Amortisationszeit für die nachgerüstete Autogasanlage.
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Die Klopffestigkeit beschreibt über die Höhe der Oktanzahl die Eigenschaft des Kraftstoffes, nicht unkontrolliert im Ottomotor selbst zu entzünden. Je höher dieser Wert ist, desto „klopffester“ ist der Motor. Benzin hat in der Regel eine Oktanzahl zwischen 95 (Super, 98 bei Super Plus) und maximal 102 (z.B. V-Power oder Optimax). Durch eine höhere Oktanzahl lässt sich der Wirkungsgrad des Motors steigern und damit indirekt auch die Leistung. Einflussfaktoren dafür sind u.a. die Verdichtung des Motors und der Zündzeitpunkt. Durch den Betrieb eines Otto-Motors mit Benzin ist die Leistungsgrenze immer limitiert durch die maximale Oktanzahl. Dadurch sind die physikalischen Grenzen schon vorgegeben. Verwendet man hingegen bei einem Ottomotor LPG bzw. Autogas, so steigt die Oktanzahl je nach Mischungsverhältnis von Propan und Butan auf 105 bis 115 Oktan. Propan liefert dabei die höchste Oktanzahl. Wird nun ein Motor mit einer Autogas-Mischung betrieben, die zu 95% aus „Propangas“ besteht (in Deutschland 95/5) so könnte der Motor die Klopffestigkeit von 115 Oktan ausnutzen. Dieses kann sehr leicht durch eine Anpassung des Kennfeldes erfolgen, in dem der Zündzeitpunkt weiter in Richtung früh verstellt wird. Dadurch lassen sich mit Hilfe von LPG selbst bei Saugmotoren bis zu 10% Mehrleistung generieren, bei aufgeladenen Motoren (z.B. durch einen Turbolader oder Kompressor) sogar bis zu 30%.
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Die Kosten für eine Umrüstung eines Fahrzeuges auf Autogas belaufen sich je nach Motortyp und Art der zu verbauenden Autogasanlage zwischen 2.000 € und 3.500 €. Neben diesen Kosten fallen die jährlichen Kosten für die Inspektion der Gasanlage (ca. 100 €) sowie die durch den Betrieb mit LPG reduzierten Kraftstoffkosten an. Aus diesen Gesamtkosten kann man sich individuell die notwendige Amortisationszeit für die Gasanlage errechnen.
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Da Autogas eine deutlich höhere Oktanzahl besitzt als Benzin, neigen die Otto-Motoren beim Betrieb mit LPG deutlich weniger zum Klopfen. Die höhere Oktanzahl von Autogas (im Mittel rund 110 Oktan), lässt eine Anpassung des Motorkennfeldes im Bereich der Zündung zu. Hier kann der Zündzeitpunkt des Autogases weiter in Richtung „früh“, verstellt werden, woraus ein höheres Drehmoment resultiert und dieses auch indirekt die Leistung des Motors erhöht. Dabei spricht man von einer speziellen Kennfeldanpassung von LPG-betriebenen Motoren.
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LPG ist die englische Abkürzung für Liquefied Petroleum Gas, was so viel wie verflüssigtes Propangas bedeutet. Da LPG, häufig auch Autogas genannt, unter normalen Umgebungsbedingungen (Atmosphärendruck) gasförmig ist, muss es leicht komprimiert werden um sich dabei selbstständig zu verflüssigen. Dazu reichen wenige Bar Überdruck aus (rund 5 bar). Bei diesem Vorgang reduziert sich das Volumen von Autogas auf ca. 1/260. Durch diesen Vorgang lässt sich LPG sehr einfach speichern, da der absolute Druck vom Autogas im Tankbehälter relativ gering ist. Dieser sog. Dampfdruck ist stark abhängig vom jeweiligen Gas und der Temperatur. Autogas besteht zum Großteil aus Propan und Butan. Butan mit einer geringen Temperatur besitzt den geringsten Dampfdruck (um 1 bar), Propan mit einer höhen Temperatur hingegen kann bis zu 15 bar annehmen. Der jeweilige Gasdruck in einer Autogasanlage ist also immer unterschiedlich, je nach getanktem Gas und der vorliegenden Temperatur. LPG selbst ist ein Nebenprodukt, welches bei der Gewinnung von Rohöl mit anfällt und in der Regel auf den Bohrtürmen in Übersee direkt abgefackelt wird. Das Auffangen und Speichern von LPG bzw. der Weitertransport von Autogas per Schiff ist sehr aufwendig und kostspielig. Anders sieht es hingegen bei der Rohölgewinnung über Land aus. Hier wird in der Regel das Propangas gespeichert und anschließend weiterverkauft. Über die in Deutschland geltende DIN 589 müssen zu 95% Brenngase in LPG enthalten sein (Propan, Butan und deren Derivate wie Butene, etc.), der Rest darf sog. „Industrieabfall“ wie Paraffine etc. sein.
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Abkürzung für „Liquid Natural Gas“, übersetzt verflüssigtes Erdgas. Da sich Erdgas selbst unter hohem Druck nicht verflüssigen lässt, muss es auf -162°C gekühlt werden um sich selbstständig zu verflüssigen. Erst wenn das Erdgas im flüssigen Zustand ist, lässt es sich in großen Mengen, z.B. per Tanker, weltweit transportieren. Schließlich nimmt das Erdgas im flüssigen Zustand nur 1/600 des gasförmigen Volumens an. Über Land wird das Erdgas dann wieder in der Gasphase über Pipelines transportiert. Als Kraftstoff in der Mobilität spielt LNG eher eine untergeordnete Rolle. Im Vergleich zu LPG ist Schaffung der Infrastruktur für LNG sehr Kosten- und Energieaufwändig. Bislang gibt es nur in den Niederlanden einige LKWs, die mit einer LNG Gasanlage betrieben werden.
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Auf Grund des spezifisch geringeren Heizwertes von Autogas gegenüber Benzin resultiert bei dem Betrieb eines Otto-Motors mit LPG ein Mehrverbrauch in Höhe von ca. 20%. Der reine Brennwert von LPG ist deutlich höher als der von Benzin, jedoch ist die Dichte dabei rund 50% geringer. Butan besitzt zudem einen höheren Brennwert als Propan, sodass sich bei einem Gasgemisch mit hohem Butananteil höhere Reichweiten erzielen lassen, da der Heizwert von Autogas insgesamt etwas höher ist. Die Mischungsverhältnisse von Propan und Butan in LPG liegt in Deutschland zwischen 95/5 und 40/60. Demnach ist Propan immer zu einem Anteil von über 40% im Autogas enthalten. Dieses liegt an dem höheren Dampfdruck gegenüber Butan, der benötigt wird um Gasanlagen ohne eigene LPG-Pumpe, also mit einem Verdampfer, immer ausreichend mit genügend Gasdruck zu versorgen.
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Methan, auch Erdgas genannt, ist neben Rohöl ein fossiler Brennstoff, welcher immer im gasförmigen Zustand vorkommt. Neben reinem Methan gibt es auch noch Bio-Methan, welches aufbereitetes Biogas ist. Biogas entsteht in speziellen Biogasanlagen und wird entweder in Blockheizkraftwerken zur Stromerzeugung genutzt oder nach einer Aufbereitung zu Biomethan in das Erdgasversorgungsnetz eingespeist.
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Das Multiventil sitzt außen am Gastank und besitzt je nach Ausführung der Gasanlage mehrere Funktionen. Neben dem Anschluss für die Tankzulaufleitung hat es außen meist noch eine analoge Füllstandsanzeige sowie einen Anschluss für die Vorlauf- und Rücklaufleitung. Des Weiteren sitzt außen am Multiventil noch der Elektrostecker, welcher durch das Multiventil die elektrische Verbindung in das Innere des Gastanks herstellt. Jedes Multiventil besitzt ein mechanisches Sperrventil um die Gaszufuhr zum Motor zu unterbinden. Auf der Innenseite des Multiventils sitzen neben dem Schwimmer für den LPG-Füllstand noch die Anschlüsse für Druckschalter, Überdruckventil, Pumpenanschluss mit LPG Vor- und Rücklauf sowie der automatische Füllstopp bei 80% Füllvolumen. Abgedichtet wird das Multiventil am Gastank immer mit einer Gummidichtung, welche resistent gegen LPG ist.
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Da beim Betrieb von Otto-Motoren mit Flüssiggas rund 17% weniger CO2 und ca. 80% weniger Stickoxide (NOX) entstehen, stellt dieser alternative Kraftstoff für den Umweltschutz im Bereich der Mobilität einen wichtigen Faktor dar. Neben der geringeren Schadstoffbelastung im Vergleich zu Benzin bzw. Diesel ist Autogas ein echtes „Abfallprodukt“, welches bei der Gewinnung von Öl anfällt und somit bei der Verwendung in Autogasanlagen als Brennstoff aktiv zur Verringerung des Treibhauseffekts beiträgt. Schließlich wird LPG, wenn es nicht im eines Autogas-Fahrzeuges verbrannt wird, direkt an der Erdöl-Förderstelle oder bei der Raffinierung von Benzin abgefackelt.
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Heutzutage lassen sich fast alle Otto-Motoren mit Saugrohreinspritzung problemlos umrüsten. Dazu werden entweder Gasinjektoren bei Flüssiggaseinspritzung oder Gaseinblasventile bei LPG-Verdampferanlagen in das Saugrohr vom Motor gesetzt. Bei älteren Vergasermotoren werden sog. Venturi-Autogasanlagen verbaut, welche über Unterdruck am Motor arbeiten. Die neueste Generation in der Motorentechnik stellt die sog. Benzindirekteinspritzung dar, wobei das Benzin direkt in den Brennraum gespritzt wird. Entsprechende Autogasanlagen sind ebenfalls in Kürze für diese Motoren verfügbar.
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Bei dem Betrieb eines Fahrzeugs mit LPG können neben defekten Bauteilen an der Gasanlage selbst auch Schäden am Motor bei unsachgemäßer Einstellung des Gasanlage entstehen. Schäden am Zylinderkopf sind meist darauf zurückzuführen, dass die Gasanlage „zu mager“ eingestellt wurde. Das bedeutet, dass der Motor zu wenig Autogas bekommt und so das Gasgemisch mit zu viel Sauerstoff verbrennt, was wiederum zu höheren Temperaturen führen kann. Klassische Ventilschäden können dann die Folge sein. Andererseits kann ein „zu fettes“ Gasgemisch zu Schäden am Katalysator führen, da das überschüssige Autogas, welches nicht mit verbrannt wird, sich im Katalysator entzünden und diesen durch die Temperaturerhöhung zerstören kann. Wird eine Autogasanlage korrekt eingestellt und diese Einstellung bei der Wartung regelmäßig überprüft, lassen sich diese Probleme im LPG-Betrieb vermeiden.
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Eine Pumpe befindet sich in jedem Benzin- bzw. Dieseltank um den jeweiligen Kraftstoff zum Motor zu fördern. Autogasanlagen, die mit Flüssiggaseinspritzung arbeiten, benötigen ebenfalls eine LPG-Pumpe, um einen Arbeitsdruck von ca. 3 bar über dem anliegenden Dampfdruck von LPG zu ermöglichen. Die für den Betrieb mit LPG benötigten Pumpen unterliegen einer speziellen Genehmigung und müssen für den Betrieb mit Autogas entsprechend geprüft und zugelassen werden. Diese Genehmigung oder auch Homologation der Pumpe erfolgt z.B. beim TÜV und beinhaltet u.a. Versuche mit den in der Pumpe verbauten Materialien für die Beständigkeit mit LPG. Erst nach Abschluss aller Prüfungen erhalten diese speziellen Flüssiggaspumpen die Typgenehmigung nach ECE 67R-01, welche entsprechend dokumentiert und auf die LPG-Pumpe graviert wird.
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Bei der Nachrüstung einer Gasanlage sollten interessierte Kunden zum einen auf die Qualität der Gasanlage selbst aber vor allem auf die Qualität des Einbaus achten. Eine Umrüstung steht und fällt mit dem Autogas-Umrüster. Dieser muss sein Handwerk verstehen und sollte das Gasgeschäft nicht nur „nebenbei“ betreiben sondern echte Leidenschaft in das Produkt stecken. Zudem benötigt jeder Autogas-Umrüster zwingend eine GSP-Schulung, bevor er eine Montage, Wartung oder Reparatur einer Autogasanlage vornehmen darf. Wenn Zweifel bestehen, sollte sich der Kunde explizit danach erkundigen.
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Die Reichweite eines PKWs lässt sich durch die Nachrüstung einer Autogasanlage nahezu verdoppeln. Da bei dem Einbau einer Autogasanlage der Benzintank vollständig erhalten bleibt und je nach Größe des verbauten Gastanks noch einmal zwischen 28 und 95 Liter Autogas hinzukommt, wird die Gesamtreichweite des LPG-Autos deutlich vergrößert.
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Für Autogasanlagen gelten verschiedene Sicherheitsbestimmungen, die zum Großteil in der ECE 67R-01 Norm der UN geregelt werden. Neben der Absperrfunktion bei Undichtigkeit der Gasleitung, dem kontrollierten Füllstopp bei 80% des Tankvolumens sowie der Umschaltung (bei leerem Gastank bzw. Fehlfunktion der Autogasanlage) in den Benzinbetrieb, trägt auch das Überdruckventil zur Sicherheit der Gasanlage bei. Das Ventil befindet sich am Multiventil und sorgt dafür, dass es sich bei einem Gasdruck von über 27 bar öffnet und das Autogas kontrolliert nach außen über die Entlüftungsleitungen entweichen kann. Die strengen Sicherheitsbestimmungen für den Autogas-Betrieb und die regelmäßigen Kontrollen der Gasanlage, sorgen für sehr hohe Sicherheitsstandards bei LPG-Autos, die denen konventioneller Fahrzeuge nicht nachstehen. Laut einem Crash-Test des ADAC aus dem Jahr 2008 sind Autogas-Fahrzeuge genauso sicher wie Fahrzeuge, die mit Benzin oder Diesel betrieben werden.
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Die Steuervergünstigung für Autogas beinhaltet bis Ende 2018 einen festgeschriebenen Steuersatz von 9,7 Cent / Liter LPG. Sollte diese Steuervergünstigung nicht - wie gerade von der Bundesregierung diskutiert - bis Ende 2015 verlängert werden, so würde sich dieser Steuersatz um 12,4 Cent auf insgesamt 22,1 € je Liter Autogas erhöhen. Trotz dieser moderaten Erhöhung des Autogas-Preises wäre LPG noch immer sehr wirtschaftlich und würde die Amortisationszeit einer Autogasanlage nur geringfügig erhöhen.
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Die Startphase bei autogasbetriebenen Fahrzeugen findet bei konventionellen Gasanlagen immer mit Benzin statt. Bei flüssigaseinspritzenden Gasanlagen (LPI) läuft der Motor nach jedem Starten rund eine Minute im Benzinbetrieb, da die LPG-Pumpe das System „spült“ und gebildete Dampfblasen wieder in den Gastank befördert. Ebenso wird in dieser Zeit durch die LPG-Pumpe der nötige Druck an den Gasinjektoren aufgebaut. Bei klassischen Verdampferanlagen wird erst nach Erreichen der Kühlwassertemperatur von rund 40°C in den Gasbetrieb gewechselt. Bei einem kalten Motor dauert dieser Vorgang etwas länger, bei betriebswarmen Motor erfolgt die Umschaltung innerhalb weniger Sekunden. Flüssiggasdirekteinspritzende Gasanlagen (LPDI, LGI), welche das LPG direkt in den Brennraum spritzen, arbeiten rein monovalent. Demnach erfolgt auch der Motorstart mit Autogas. Benzin wird dann nur noch benötigt, wenn der Gastank einmal leergefahren wurde bzw. ein Defekt an der Gasanlage vorliegt. Dieses Prinzip bietet einen großen Vorteil, da in der Regel bei kaltem Motor der Benzinverbrauch sehr hoch ist. Der hohe Verbrauch hängt mit der erhöhten Reibung des Motors durch das kalte Öl ab. Darüber hinaus wird beim Kaltstart das Motorkennfeld durch das Steuergerät angepasst. Dadurch erhöht sich die Einspritzmenge des Kraftstoffes und der Zündwinkel wird in Richtung „spät“ verstellt, um den Katalysator schneller aufzuheizen und dadurch früher konvertieren zu können. Erfolgt die Startphase mit Autogas, lassen sich somit die Betriebskosten des LPG-Autos deutlich senken.
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Das Sicherheitsventil, auch Überdruckventil genannt, dient der sicheren Entweichung des Autogases im Gastank bei einem Druck von über 27 bar. Wird dieser Druck erreicht öffnet das Sicherheitsventil und lässt das Flüssiggas kontrolliert über die Entlüftungsleitung nach außen. Ein solch hoher Druck entsteht zum einen unter hoher Temperatureinwirkung oder durch schlagartige Kompression. Ein Beispiel für den Temperauranstieg ist, wenn ein Gastank im Fahrzeug starker Sonnenstrahlung ausgesetzt ist. Dann steigt die Temperatur im Gastank, wodurch sich auf Grund des Dampfdruckes von LPG auch der Druck des Flüssiggases erhöht. Erreicht dieser Druck die Schwelle von 27 bar so öffnet das Sicherheitsventil. Des Weiteren kann sich der Druck auch erhöhen, wenn z.B. durch einen Unfall der Gastank stark deformiert wurde. Dabei ändert sich das Volumen im Gastank und lässt u.U. den Druck im Gasbehälter stark ansteigen. Durch das Sicherheitsventil wird auch in solchen Extremsituationen verhindert, dass LPG unkontrolliert entweichen kann.
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In der Regel wird zwischen zwei Bauformen unterschieden: Dem Radmuldentank – wegen seiner Form auch Donut-Tank genannt – oder dem Zylindertank. Der Radmuldentank hat den Vorteil, dass das Fahrzeug nach der Autogas Umrüstung kaum oder gar kein Kofferraumvolumen verliert. Das Fassungsvermögen eines Donut LPG-Tanks liegt zwischen 35 und 95 Litern. Zylindertanks können häufig noch weit mehr Autogas speichern. Ein LPG-Tank ist sehr robust und hält auch einer größeren Deformierung stand. Mit Hilfe des Sicherheitsventils wird bei Überdruck LPG kontrolliert abgelassen. Der Gastank muss alle 2 Jahre der Prüfung eines GAP-Prüfers unterzogen werden. Schließlich können Gastanks, die unter dem Fahrzeug befestigt sind, nach einigen Jahren korrodieren. Früher wurden die LPG-Tanks noch mit einem Ultraschallgerät alle 10 Jahre überprüft. Mittlerweile reicht eine optische Begutachtung durch den GAP Prüfer. Dabei ist es im Ermessen des Prüfers, ob die GAP erteilt wird oder der Autogas-Tank getauscht werden muss. LPG-tanks, die in der Reserveradmulde untergebracht sind, halten in der Regel sehr lange und müssen somit nur sehr selten getauscht werden.
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Um eine Autogasanlage zu betanken, sind spezielle Tankadapter notwendig. Diese variieren je nach Land und Typ der Autogasanlage. In Deutschland oder den USA ist der ACME-Schraubadapter und in Polen, Frankreich oder Italien ist der Dish-Adapter der Standard. Fast alle Gastankstellen halten die verschiedenen Tankadapter bereit um somit ein Betanken von allen Autogas-Fahrzeugen in Europa zu ermöglichen. Als zukünftiger Tankadapter-Standard wird der Euro-Nozzle favorisiert, welcher allerdings derzeit nur in Spanien beim Tanken von LPG Anwendung findet. Eine echte Innovation stellen Tankadapter mit integriertem Gasfilter dar, welche einen aufwendigen Filterwechsel in der Befüllleitung der Gasanlage erübrigen. Das Filterelement im Tankadapter lässt sich problemlos selbst tauschen, ohne dafür in die Werkstatt fahren zu müssen.
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Die LPG-Umrüstung eines Fahrzeuges mit einer Autogasanlage stellt heutzutage kein Problem mehr dar. Der LPG-Tank findet dabei meist in der Reserveradmulde Platz, sodass kein Kofferraumverlust entsteht. Der Motor bekommt zum vorhandenen Benzineinspritzsystem ein zusätzliches Gassystem, abhängig von der Anzahl der Zylinder. Dazu wird die Ansaugbrücke des Motors entsprechend bearbeitet um daran die Gasventile, bzw. Gasdüsen zu verbauen. Die Leitungsverlegung für die Autogasanlage erfolgt mittels Kunststoffleitungen flexibel am Unterboden des LPG-Fahrzeuges. Die Kosten für eine Autogas-Umrüstung inkl. TÜV-Abnahme belaufen sich dabei auf 2.000 – 3.500 €, abhängig vom jeweiligen Fahrzeugtyp und verbautem Motor. Eine Schwierigkeit stellen derzeit noch benzindirekteinspritzdende Motoren dar, da es bis dato keine zuverlässige und vor allem zugelassene Autogasanlage gibt.
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Der Umschalter einer Autogasanlage fungiert gleichzeitig auch als Autogas-Füllstandsanzeiger. Zum einen lässt sich damit jederzeit zwischen Benzin- und Gasbetrieb umschalten und zum anderen zeigt dieser näherungsweise den LPG-Füllstand im Gastank an. Darüber hinaus signalisiert der Umschalter mittels einer oder mehrerer LEDs, ob sich das Fahrzeug gerade im Gas- oder im Benzinbetrieb befindet. Zudem enthält der Autogas-Umschalter auch einen akustischen Signalgeber, welcher im Falle eines leeren LPG-Tanks fünf kurze Pieptöne von sich gibt. Damit wird dem Fahrer erkenntlich gemacht, dass er ab diesem Zeitpunkt mit Benzin weiterfährt.
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Auf Grund des spezifisch geringeren Heizwertes von Autogas entsteht ein Mehrverbrauch von rund 20% beim Betrieb eines Fahrzeuges mit LPG. Der Autogas-Verbrauch ist abhängig vom getankten Gasgemisch und kann zwischen 15 und 25% variieren, je nachdem wie hoch der beigemengte Butananteil im LPG ist. Faustregel: Je höher der Butananteil, desto geringer der Mehrverbrauch und desto höher die Reichweite des LPG-AutosReichweite des LPG-Autos.
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Die Wartung einer Autogasanlage sollte alle 20.000 km oder jährlich in einer Fachwerkstatt für Autogasanlagen stattfinden. Dabei werden neben einer Dichtigkeits- und Funktionsprüfung der Gasanlage noch die Injektionszeiten überprüft um zu sehen, wie das Fahrzeug im Gasbetrieb arbeitet. Bei dieser Wartung werden auch die in der Gasanlage verbauten LPG-Filter gewechselt. Diese befinden sich in der Tankzulaufleitung sowie, bei Verdampferanlagen, vor den Gaseinblasventilen. Da der Filterwechsel in der Tankzulaufleitung sehr aufwendig ist (u.a. Rad und Radhausschale demontieren) gibt es neuentwickelte Autogas-Tankadapter, bei denen das Filterelement schon mit integriert ist und der Kunde es selber wechseln kann.
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Obwohl moderne Autogasanlagen den Schadstoffausstoß senken und die Leistung des Motors steigern, ist das Hauptmotiv für eine Autogas-Umrüstung meistens die eminente Kostenersparnis. Durch die geringen Kraftstoffkosten von Autogas lohnt sich eine LPG-Umrüstung ganz besonders für Berufspendler. Generell kann man sagen, dass beim Betrieb mit LPG nur rund 50% der Kraftstoffkosten gegenüber Benzin anfallen. Dabei ist der Mehrverbrauch von Autogas in Höhe von ca. 20% schon mit eingerechnet. Abhängig von der Jahresfahrleistung und dem verbauten Motor, lassen sich die Umrüstkosten schon nach ca. 1-3 Jahren wieder einfahren.
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Das Y-Stück wird auch T-Stück genannt. Es wird bei Otto-Motoren mit zwei Zylinderbänken verwendet, da die Gaszulaufleitung über diese aufgeteilt wird, um beide Bänke gleichmäßig mit LPG zu versorgen.
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Jede Autogasanlage, die nachgerüstet wird, muss eine entsprechende Zulassung besitzen. Dies beinhaltet zum einen die Zulassung aller verbauten LPG-Komponenten nach ECE 67R-01 sowie die Genehmigung nach ECE 115R für die Eintragung der Autogasanlage in die Fahrzeugpapiere. Liegen diese Genehmigungen nicht vor, so darf die verbaute Autogasanlage nicht betrieben werden und es erlischt u.U. die Betriebserlaubnis des Autogas-Fahrzeuges.
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Für den Betrieb des Fahrzeuges mit Autogas empfiehlt sich speziell angepasste Zündkerzen zu verwenden. Auf Grund der höheren Zündtemperatur von LPG gegenüber Benzin (rund 150°C) steigt der Zündspannungsbedarf an der Zündspule entsprechend an. Zum Schutz vor der höheren thermischen Belastung besitzen LPG Zündkerzen einen entsprechend reduzierten Elektrodenabstand (in der Regel 0,7mm). Die Kompensation erfolgt über die Lichtbogenstrecke des Zündfunkens. Des Weiteren besitzen Gaskerzen eine Edelmetallbeladung an den Elektroden (z.B. Iridium oder Platin) um Korrosion vorzubeugen. Da diese Metalle sehr resistent sind, erfolgt der Abbrand der Elektroden verzögert, womit sich höhere Laufleistungen im Vergleich zu einer Standard Zündkerze erzielen lassen. Die Empfehlung für das Wechselintervall für die LPG Zündkerzen liegt je nach Hersteller bei 30.000 bis 60.000 km. Als dritter Punkt sei noch die Anzahl der Masse-Elektroden genannt. LPG Zündkerzen besitzen in der Regel nur eine, da dadurch die „Gasumspülung“ optimal erfolgen kann. Jede weitere Elektrode würde eine Art Barriere darstellen, was der Verbrennung des prinzipiell zündunwilligeren Autogases entgegenwirken würde.
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