Gasbetriebene Motoren Zünd- und Abgastechnik

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1 Gasbetriebene Motoren Zünd- und Abgastechnik NEU: zweite erweiterte Auflage

2 Ein Markt mit Zukunft: Gasbetriebene Fahrzeuge Treibstoff Gas: Voll im Trend Der Trend zum Kraftstoff Gas ist ungebrochen. Immer mehr Auto fahrer lassen ihr Fahrzeug auf den Betrieb mit Autogas umrüsten. Allein in Deutschland fanden sich im Januar 2008 bereits mehr als Autogas-Tankstellen sowie rund 780 Erdgas-Tankstellen. Tendenz steigend. In ganz Europa fahren derzeit etwa 7 Millionen Gasautos Prognose für gasbetriebene Fahrzeuge in Europa (in Millionen) Eine lohnende Investition Egal, ob sich der Besitzer für die Variante mit Flüssiggas (Liquified Petroleum Gas, LPG, auch Autogas genannt) oder Erdgas (Compressed Natural Gas, CNG) entscheidet: Der zusätzliche Tank spart Geld und schont die Umwelt. Smog verursachende Schadstoffe werden reduziert, der Treibstoff ist billiger als Benzin. Die Umrüstung macht sich in absehbarer Zeit bezahlt.

3 NGK: Ein guter Ansprechpartner Auch der Informationsaustausch ist wichtig. Denn bei der Umrüstung tauchen immer wieder Fragen auf. Etwa zur Wahl der richtigen Zündkerze, aber auch zu den Produkten Lambdasonde und Zündleitungen. NGK der weltweit führende Hersteller von Zünd - kerzen und Lambdasonden ist hier ein kompetenter Ansprechpartner. In Japan, wo die Firmenzentrale des Unternehmens sitzt, ist Gas ein heißes Thema. Die meisten Taxis fahren dort mit Flüssiggas. Außerdem kooperiert das Unternehmen seit vielen Jahren eng mit dem niederländischen Hersteller von Umrüstungs-Kits, Prins Autogas Systemen ( Beide profitieren vom Know-how des anderen und geben es an ihre Kunden weiter. Schließlich führt NGK im Technik Zentrum bei Ratingen und auf der Straße Tests zum Zündverhalten von Zündkerzen im Gasbetrieb durch. Die wichtigsten Erkenntnisse lesen Sie auf den folgenden Seiten. Was Zündkerzen bei der Verbrennung von Gas leisten müssen Der zündende Funke. Grundsätzlich gilt: Das Funktionsprinzip der Brenn - stoff zündung bleibt unverändert. Auch im bivalent mit Benzin oder Gas betriebenen Fahrzeug ist es die Aufgabe der Zündkerze, durch einen Funkenüber - schlag das Kraftstoffgemisch zu entzünden. NGK Tests haben bestätigt: Flüssiggas ist schwieriger zu entzünden als Benzin und das Temperaturniveau im Brennraum steigt und damit die Belastungen, denen die Zündkerze ausgesetzt ist. Funktionsweise eines gasbetriebenen Motors Gas Verteiler Zündkabel Gas Einblasdüse Zündkerze Benzin Einspritzdüse Verdampfer Lambda sonde

4 Das NGK Testfahrzeug: Tachostand Kilometer Ende 2006 hat NGK einen Passat Variant auf den Betrieb mit Flüssiggas umgerüstet und auf die Strecke geschickt. In den ersten 15 Monaten im bivalenten Betrieb hat das Fahrzeug im normalen Alltagsbetrieb bereits Kilometer zurückgelegt überwiegend auf Langstrecken. In jedem Zylinder findet sich eine unterschiedliche Zündkerze, die Wärmewerte weichen voneinander ab. Alle Kilometer werden die Zündkerzen im Technik-Zentrum von NGK ausgebaut und untersucht, bevor sie einen Zylinder weiter rücken. Durch dieses rotierende System werden Fertigungs - toleranzen in den einzelnen Zylindern ausgeschlossen, so dass jede Zündkerze unter den gleichen Test - bedingungen arbeitet. Bislang zeigen weder die eingebauten Platin- noch die verwendeten Iridium-Zündkerzen nennenswerte Verrußung oder Verschleißerscheinungen. Ob sich das im Stadtverkehr bei häufigem Stop-and-Go ändert, wird ab sofort untersucht.

5 Gasbetrieb: der Zündspannungsbedarf steigt Im Testfahrzeug konnte ein Anstieg des Zünd - spannungs bedarfs nachgewiesen werden. Der Grund hierfür liegt in der höheren Klopffestigkeit von Flüssig - gas, es ist schlicht schwerer zu entflammen. Der Zündspannungsbedarf stieg im NGK Test um bis zu Volt. Ein solcher Anstieg bedeutet gleichzeitig ein deutlich höheres Ausfallrisiko der Zündspulen. Aus diesem Grund bewähren sich Iridium-Zündkerzen von NGK im Gasbetrieb besonders: Denn dank ihrer im Markt einzigartigen, nur 0,6 mm dünnen Mittel - elektrode mit Iridium-Spitze kommen sie mit deutlich weniger Zündspannung aus und entlasten die Zündspulen. Zündspannungsbedarf (kv) Motordrehzahl (1/min.) Super Benzin: LPG: PFR6Q (Elektrodenabstand 0,80 mm) PFR6Q (Elektrodenabstand 0,85 mm) PFR6Q (Elektrodenabstand 0,80 mm) PFR6Q (Elektrodenabstand 0,85 mm) Wärmewert Bei der Verbrennung von Flüssiggas entstehen höhere Temperaturen. Auch dieser Effekt konnte im Test ge - zeigt werden. Infolge des höheren Temperatur niveaus korrodieren herkömmliche Materialien im Gasbetrieb schneller. Nach und nach vergrößert sich der Elek - troden abstand, was zu Fehlzündungen führen kann. Ein solcher Effekt konnte allerdings beim Kilometer - stand an den Edelmetall-Zündkerzen mit Platin und Iridium nicht festgestellt werden. Übrigens kann der Temperaturunterschied in turbogeladenen Motoren unter Volllast sogar bis zu 100 Grad betragen. So ist es möglich, dass die ursprünglich empfohlene Zündkerze im Gasbetrieb die kritische Marke von 850 Grad überschreitet es kommt zu Glüh zündungen. Kältere Zündkerzen (einen Wärme wert höher gewählt) beugen hier vor. Temperatur an der Mittelelektrode C Gaspedalstellung (%) 1. Zylinder ( C) 2. Zylinder ( C) 3. Zylinder ( C) 4. Zylinder ( C) Temperatur an der Mittelelektrode C Motordrehzahl (1/min.) 1. Zylinder ( C) 2. Zylinder ( C) 3. Zylinder ( C) 4. Zylinder ( C)

6 Vorteil Iridium-Zündkerzen Als der führende Anbieter und Entwickler von Zünd - kerzen bietet NGK Zündkerzen, die in umgerüsteten Motoren eine verlässliche Zündung garantieren. Für die meisten Motoren findet sich eine passende Zündkerze im Lieferprogramm. Zu empfehlen ist der Austausch von Standard zünd - kerzen gegen höherwertige Edelmetall-Zündkerzen, sofern diese nicht bereits ab Werk zum Einsatz kommen. Diese Zündkerzen verfügen über Mittelel ek - troden mit einer Spitze aus den Edelmetallen Iridium oder Platin. Diese werden in einem speziellen Laser - schweißverfahren auf die Mittelelektrode aufgebracht. Stark im bivalenten Betrieb Iridium und Platin sind äußerst widerstandsfähig gegen Materialerosion. Sie bürgen auch im Gasbetrieb für optimale Zündeigenschaften über eine lange Lebensdauer. Die Verwendung der Edelmetalle ermöglicht eine Mittelelektrode von nur 0,6 mm Durchmesser. Der Zündspannungsbedarf wird reduziert, was den erhöhten Bedarf im Gasbetrieb ausgleicht. Die schlanke Form der Mittelelektrode begünstigt die optimale Ausbreitung der Flammfront nach allen Seiten. Die Iridium-Mittelelek trode mit der nur 0,6 mm starken Iridiumspitze Gleichmäßige Ausbreitung der Flammfront Spezialzündkerzen von NGK: Eigens für den Gasbetrieb entwickelt Beschichtung für den Härteeinsatz Neben den erfolgreichen Iridium-Typen bietet NGK für eine Reihe von Anwendungen Spezialzündkerzen für gasbetriebene Fahrzeuge an. Sie werden mit einer besonderen Chromlegierung beschichtet, damit sie den härteren Bedingungen im Gasbetrieb noch länger Stand halten. Derzeit kann keine andere Zündkerze für Automobile mit einer vergleichbaren Beschichtung aufwarten. Platin und Iridium: Ein optimales Duo Wie die Iridium- und Platin-Zündkerzen, so verfügen auch diese Spezialzündkerzen über eine laserge - schweißte Mittelelektrode mit einem Iridium-Chip und einem Durchmesser von nur 0,6 mm. Darüber hinaus ist die Masseelektrode mit einem Platin-Chip versehen, was die Widerstandsfähigkeit und Lebensdauer weiter verbessert.

7 Lambdasonden Basis für einen sauberen Betrieb Seit den 80er Jahren kommen in Automobilen mit Ottomotor geregelte Katalysatoren zum Einsatz, um Schadstoffe optimal in umweltverträgliche Gase zu konvertieren. Hierzu benötigt der Motor mindestens eine Lambdasonde vor dem Katalysator als Regel - sonde. Moderne Fahrzeuge verfügen zudem über eine Diagnosesonde hinter dem Katalysator. Die Regelsonde unterstützt die Motorsteuerung bei der stöchiometrischen Gemischbildung. Denn mit diesem Gemisch (1 kg Luft zu 14,7 kg Kraftstoff) arbeitet der Motor effizient und der 3-Wege- Katalysator kann die entstehenden Stickoxide (NOx), Kohlenwasserstoff (HC) und Kohlenmonoxid (CO) nahezu komplett um wandeln. Die Diagnosesonde dient der Überwachung des Gesamtsystems. Bei Fahrzeugen, die zum Gasbetrieb umgerüstet wurden, ist eine Konvertierung des Lambdasignals notwendig. Um einen einwandfreien Motorlauf zu gewährleisten wird das Lambdasignal in einem speziellen Controller für den Gasbetrieb angeglichen. Generell sollte daher die Funktion der Lambdasonde überprüft werden. Eine gealterte oder träge Sonde kann im Fahrbetrieb Probleme verursachen. Funktionsweise der Lambdasonde Motor- Steuerung Gas Controller Lambdasonde Kraftstoff Luft Gemisch- Bildner Motor 3-Wege- Katalysator Abgas Zündleitungen müssen perfekt funktionieren Mit zunehmendem Alter können die Zünd leitungen und deren Kontakte zur Zündkerze korrodieren ihr elektrischer Wider stand nimmt zu. Im bivalenten Betrieb ist die Zünd kerze jedoch auf optimale Betriebs bedingungen angewiesen. Die Zündspannung muss ohne Verlust an der Anschlussmutter der Zündkerze ankommen. Daher sollten die Zünd leitungen genau geprüft werden. Sie dürfen keinen Verschleiß aufweisen, alle Verbindungen müssen perfekt sitzen. Einige Hersteller von Umrüstungsbausätzen empfehlen sogar, die Zündleitungen grundsätzlich auszuwechseln. Mit einer Marktabdeckung von rund 95 Prozent bietet das NGK Sortiment einen optimal abgestimmten Leitungssatz für annähernd jeden Motor. Von der Kabellänge bis zu den Anschlüssen stimmt jedes Detail. Ein reibungsloser Ein- und Ausbau sowie höchste Qualität im Betrieb sind so stets gewährleistet.

8 Die häufigsten Fragen zum Thema: 1Muss ich bei der Umrüstung eine andere Zündkerze einbauen? Insbesondere bei jüngeren Fahr zeugen kommen je nach Hersteller spezielle Zündkerzen zum Einsatz, die sich nicht immer ersetzen lassen. Wenn es sich dabei sowieso um Edelmetall-Zündkerzen handelt, müssen sie auch nicht zwingend getauscht werden. Um auf Nummer Sicher zu gehen, empfiehlt sich sofern eine geeignete Iridium-Zündkerze von NGK ver fügbar ist ein Umstieg. Sind ab Werk Standard-Zündkerzen installiert, sollten diese gegen Iridium-Zündkerzen von NGK gewechselt werden. In Motoren mit Turbolader sollte die ursprüngliche Zündkerze in jedem Fall gegen eine kältere Zündkerze (Wärmewert um eine Ziffer höher) ausgetauscht werden, um Überhitzung vorzubeugen. 2Woher weiß ich, welche Zündkerze zu dem Motor passt? Welche Zündkerze im Gasbetrieb zu einem speziellen Auto passt, lässt sich pauschal nicht beantworten. Der Rat von NGK ist: Viele Faktoren spielen bei der Wahl der passenden Zündkerze eine Rolle Motor, Fahr zeugnutzung und Fahrweise sind nur drei davon. Umschlüsselungsliste: Welche Standard-Zündkerze lässt sich durch welche Iridium-Type ersetzen? Original-Zündkerze LPG-Type BCP5ES, BCPR5ES, BCPR5ES-11, BCPR5EY, BCPR5EY-11 BCPR6EIX BCPR6E-11, BCPR6E, BCPR6ES, BCP6ES, BCP6ET, BCPR6E-11 BCPR7EIX BKUR5ET, BKUR6ET, BKUR6ET-10 BKR6EIX-LPG BUR5ET, BUR6ET PGR6D BKR5EK, BKR5EZ, BKR5E, BKR5ES, BKR5EY, BKR5E-11, BKR5ES-11, BKR5EY-11 BKR6EIX-LPG BKR6E, BKR6ES, BKR6EZ, BKR6EY, BKR6E-11, BKR6EIX-LPG BKR6ES-11, BKR6EK, BKR6EQUP oder BKR7EIX* BP5ESZ, BPR5ES, BP5ES, BPR5EY, BP5EY, BPR5EY-11, BPR5ES-11 BPR6EIX-LPG BP6ES, BP6E, BPR6ES, BPR6EY, BPR6ES-11, BPR6EY-11 BPR7EIX BP6EFS, BP6EF BP7EFVX * Bei hoher Beanspruchung des Motors Wenn Sie darüber hinaus Rat bei der Auswahl der Zündkerzen benötigen, setzen Sie sich bitte mit unserem Produktmanagement in Verbindung. Die Durchwahl finden Sie unten auf dieser Seite. 3Was gibt es beim Einbau zu beachten? Anzugsdrehmomente Sie bauen die Zündkerzen ein und aus, wie sie es vom Zündkerze mit Otto-Motor gewohnt sind. Achten Sie auf das richtige flachem Sitz (mit Dichtung) Drehmoment (s. Tabelle). Ein falsches Dreh moment kann zu Kom pressionsverlust, zum Ablösen der Mittel - elektrode oder zu Temperaturschäden führen. Auch Gewindebrüche oder Überhitzungen drohen. Darüber hinaus hat es sich in Einzel fällen bewährt, den Elektrodenabstand um bis zu 0,3 mm zu verkürzen. Zündkerze mit konischem Sitz 14 mm 12 mm 10 mm 14 mm Gusseisen-Kopf Nm Nm Nm Nm Aluminium-Kopf Nm Nm Nm Nm NGK SPARK PLUG EUROPE GMBH Harkortstr Ratingen Germany Tel. ++49(0)2102/ Fax ++49(0)2102/ a_goetz@ngkntk.de