Az autógáz, más néven LPG, vagy LP Gáz folyékony halmazállapotú szénhidrogén gázok elegye, amelyet gépjárművek üzemanyagaként használnak. A cseppfolyós gáz nemzetközi jelölése az LPG (Liquefied Petroleum Gas). Általában röviden PB-gáznak nevezik.

Összetétel
A cseppfolyós gáz lehet propán, bután, propilén, izobután, izobutilén, butilén és ezek elegyei. A cseppfolyós motor-hajtóanyag közel azonos összetételű a háztartási PB-gázzal. A háztartási PB-gázhoz képest az autógázban viszont kevesebb szennyeződés lehet, kénhidrogént, vizet nem is tartalmazhat. A bányászott szénhidrogénekből finomítás során, gyakorlatilag melléktermékként nyerik. A cseppfolyós gáz 95 %-ban propánt (C3H8) és butánt (C4H10) tartalmaz. A fennmaradó 5 % nehezebb szénhidrogénekből áll. A propán és a bután aránya kb. 40 % - 60 %.

Tárolás, szállítás
Viszonylag alacsony (kb. 6 bar) nyomáson, környezeti hőmérsékleten cseppfolyósítható. Az üzemanyag kutak részére így tartályautókon szállítják, és a töltőállomások tartályában tárolják a kiméréséig. Szivattyúval, speciális töltőszelepen át töltik be a gépkocsik tartályába.

Tudnivalók használatakor
Ha a cseppfolyós gáz folyékony állapotban kerül a szabadba, azonnal párologni kezd. Elpárolgása során a térfogata kb. 230-szorosára növekedik, és erősen lehűti a környezetét, amelyből párolgáskor hőt von el. A gépjárművek tankolásakor a betöltőnyílás körül, ahol a gáz kiáramlik, vagy ahol a folyékony gáz összegyűlik a szabadban, a levegő nedvességtartalma kicsapódik, esetleg meg is fagy. A kifújó cseppfolyós gáz hatására köd keletkezik a gázsugár környezetében. Ilyenkor a cseppfolyós üzemanyag annyira lehűlhet, hogy a párolgása esetleg átmenetileg meg is szűnik.

Tulajdonságok

Sajátosságok
A cseppfolyós gáz sajátos tulajdonsága, hogy a tartálynyomást elsősorban hőmérséklete határozza meg.

Élettani hatások
Mérgező anyagokat nem tartalmaz. Belégzését, bár mérgezést nem okoz, a szagosító anyag élettani hatásai miatt kerülni kell. Ha a levegőbe nagy mennyiségű autógáz kerül, abban oxigénhiány keletkezik. Az ilyen levegő belégzése bódulatot, szélsőséges esetben pedig fulladást okozhat.

A folyékony gáz, mint üzemanyag
Környezetkímélőbb módon ég, mint a benzin, mivel a NOX nitrogénmonoxid-összetevő a kipufogógázban csak mintegy 20%-a a benzint égető motorénak, a szén-dioxid (CO2)-kibocsátása is mintegy 15%-kal alacsonyabb, valamint az elégetlen szénhidrogén is csak mintegy fele a benzinüzemnek. Szénmonoxid-értéke nullának vehető. Emellett az LPG-égéstermékek kémiailag kedvezőbb összetételük miatt alacsonyabb gépjármű katalizátorhőmérséklet mellett is semlegesíthetők, ezáltal a gázmeghajtású motorok a katalizátort kímélik. Ezen kedvező emissziós tulajdonságok miatt az LPG-hajtotta gépjárművek és -targoncák – a földgázüzeműek mellett – olyan belsőégésű energiaforrással rendelkeznek, amely még zárt térben is üzemeltethető. Ezzel szemben például a dízeltargoncák korom- és nagy mennyiségű NOX kibocsátásuk miatt erre nem alkalmasak. Közvetlen, literben mért fogyasztás összehasonlításnál az LPG-ből mintegy 5-20 %-kal kell több ugyanazon teljesítmény eléréséhez, mint benzin esetén. Ez adódik egyrészt abból, hogy a 95-ös oktánszámú benzin sűrűsége átlagosan 0,76 g/cm3, míg az LPG (amelynek oktánszáma átlagosan 106-nak vehető) 0,53 g/cm3. Ezeket összevetve, 40%-os többletfogyasztás adódna első körben, de azt tudni kell, hogy az LPG égéshője magasabb, mint a benziné (LPG:46,1 MJ/kg (12,8 kWh/kg); benzin: 43,6 MJ/kg (12,1 kWh/kg)). Ez elméletileg 33%-ra mérsékli a többletfogyasztás mértékét, a végső 5-20%-ot végső soron a benzinhez képesti magasabb oktánszám eredményezi. A többletfogyasztás mértéke természetesen függ a vezetési stílustól, az átlagosan megtett úthossztól, stb. – leginkább azonban a beszerelt (beszerelhető) gázkészüléktől. A legmodernebb berendezéseknél ez az érték – megfelelő beállításnál – 10% százalék körül mozog, mivel a lineáris gázinjektorok már megközelítik a benzinbefecskendezés karakterisztikáját, emellett a legújabb fejlesztésű szoftverek a gázadagolás legideálisabb módját is biztosítani tudják.

A folyékonygáz-hajtású gépjárművek technikája
Az autógázzal üzemelő gépjárművek vagy benzinnel indulnak – majd a beépített kapcsolóval kézzel, vagy automatikusan gázmeghajtásra váltanak (hogy a felmelegítési problémákat elkerüljük) –, vagy pedig egyből autógázzal. Megkülönböztetünk ennek megfelelően „Venturi-berendezéseket”, szekvenciális berendezéseket, valamint LPI-gázberendezéseket (folyékony propánt fecskendeznek be). Az első kettőnél az a közös, hogy a tankban nyomás alatt lévő folyékony gáz a motorba egy kigázosítás és nyomáscsökkentés után légnemű halmazállapotban érkezik. Mivel a kigázosítás, azaz a folyékony halmazállapotból légneműbe való átmenet, hőelvonással jár, ezért az „UFO”-t a hűtőkör hőjével meg kell fűteni, egyébként a keletkező „hidrát dugó” (víz-jég dugó) a gázhozzávezetést megakadályozza. Ezen oknál fogva a gázüzemre való átkapcsolás csak kb. 30-40°C-os motorhőmérséklet környékén történik, hogy az előbb említett elfagyás alacsony külső hőmérsékletnél elkerülhetővé váljon. 2004 óta már LPI-gázberendezések is jelen vannak a piacon. Ezeknél a rendszereknél egy üzemanyag szivattyú a folyékony gázt nyomás alatt az adagolócsőbe juttatja, amiből a gázsugár – adagolószelepeken át – egyenest a beömlő traktusokra kerül. A gáz légneművé váláskor fellépő hőelvonás a beömlő levegőt terheléstől függően 5-15 °C-kal lehűti, s ez némi teljesítménynövekedéssel jár (ld.: a turbófeltöltős motoroknál alkalmazott visszahűtést) a kigázosításos módszerhez képest, míg az eredeti meghajtó anyaghoz, a benzinhez képest nincs változás. Az autógázzal való üzemeltetés alacsonyabb káros anyag kibocsátás mellett nagyobb futás-egyenletességet produkál a benzin üzemhez képest, ami a gáz 100 körüli oktánszámából vezethető le.

A gázüzemű gépjármű takarékos és egyben környezetkímélő
Az autógáz nem megújuló energiafajta, hanem a lakosság szénhidrogén-ellátása során keletkező „hulladék”, ami nem kerülhet be az országos hálózatba. A folyékony autógáz – ami nem keverendő a földgázzal – propán-bután keverék, amellyel a jelenlegi árviszonyok mellett kb. 30-40 %-kal olcsóbban utazhatunk, mint benzinnel.

Leginkább a sokat autózó és az eredetileg nagy benzinfogyasztású járművel rendelkezők élvezhetik előnyeit. Kb. 220 Ft/liter árral kell számolnunk, ami jelenleg fele a 100-as oktánszámú benzinének.
A motortól, az autógáz berendezéstől, valamint a gázösszetételtől és a vezetési stílustól függően a benzinre átszámított fogyasztás 15-20%-kal növekedhet.
Azonos tartályméretnél, LPG-vel hozzávetőleg háromszor akkora távot lehet megtenni, mint földgázzal(CNG). A benzinhez képest ugyanazon LPG-s gépjármű 15%-kal kevesebb CO2-t pöfög ki, míg a dízelhez, valamint a földgázhoz képest is valamelyest magasabb ez az érték.
Németországban 2007 óta jogszabály követeli meg az újonnan üzembe helyezett dízelmotorok koromrészecske-szűrővel való ellátását, emiatt a gázhajtás ismét reneszánszát éli például a targoncák üzemeltetése terén.
Olaszországban a nagy teljesítményű tehergépkocsikat inkább metánnal üzemeltetik, erre ott a töltőállomás-hálózat is ki van építve.
Már gyárilag is kettősüzemmel láttak el néhány típust, de az utólagos átállítás is lehetséges a legtöbb gépjárműnél.
Nyugaton a gyárilag gázzal szerelt üzem átlagosan 2000 euró plusz költséget jelent. Ez jelenleg nálunk mindössze 1000 eurót tesz ki, azaz kb. 260 ezer Forintot. Az utólagosan kettős üzemre való átállítás elterjedtebb hazánkban, ami a legújabb szekvenciális technikával és pótkerék tartállyal, már 200 ezer Forint környéki összegből is megoldható, ehhez jön természetesen még a hatósági vizsga költsége.
A legújabb fejlesztésű ún. lineáris injektorok igen gyorsak, és a benzines injektorok karakterisztikájához igen közeliek, így a kedvező menettulajdonságok és dinamika mellett a fogyasztás is mintegy 5%-kal kedvezőbb. Egy átlagos járműnél a beruházás a jelenlegi beszerelési illetve benzin- és autógáz áraknál hazánkban 15-25 ezer kilométer környékén térül meg, ami az átlagos évi menetteljesítménynek felel meg. Tehát a megtérülés teljesen átlagos esetben cirka egy évnek vehető. Fontos megemlíteni, hogy a megtérülési számításokat majd mindenki a teljes beruházás összegére vetíti, pedig a járműbe épített eszközök komoly értéket képviselnek, egyrészt értékesíthetők, másrészt kompatibilitásuk révén hasonló teljesítményű járművekbe rövid idő alatt gond nélkül átépíthetők.
Németországban magas a kettős üzemre való átállítás költsége, viszont kedvezőbb a benzin/autógáz árviszony (átlagosan 0,55%), a megtérülés a nagyobb átlagos futásteljesítmény miatt még rövidebb is, ezért rohamosan fejlődik az autógáz-tankolási lehetőség, szinte bárhol lehet LPG-t tankolni, csak kérni kell a csaknem mindenütt rendelkezésre álló adaptert, a nálunk szokásos, olasz mintájú gáztöltő csonkhoz.
Egyetlen hátrányát azért meg kell említenünk a gázautózásnak, vagyishogy mélygarázsokba tilos beállni ilyen – kivéve a vonatkozó műszaki követelményeknek megfelelő biztonsági szeleppel felszerelt – járművekkel, a PB-gáz ugyanis nehezebb lévén a levegőnél, azt szivárgás esetén kiszorítja, s leül a padlóra. Jó hír, hogy a 2000-es éveket követően szinte már csak ilyen gázbeszerelések történtek, azaz a gázautók igen nagy hányada 2011. őszétől (ekkor módosították az OTSZ-t) BEHAJTHAT A MÉLYGARÁZSOKBA!

Tudomány az ipar szolgálatában — gázüzemű rendszerek
A gázhajtású rendszerek az elmúlt tizenegynéhány évben dinamikus változásokon mentek át. A benzines hajtás terén alkalmazott megoldások hasonló fejlődést generáltak a megfelelő rendszereknél a gázüzem terén is. A benzinüzemnél használt rendszereket alapul véve a mérnökök olyan technikákat igyekeznek kifejleszteni a gázmeghajtásoknál is, melyek a komfort és a vezérlési precizitás szempontjait tekintve nagyon hasonlóak a legújabb benzin befecskendezéses motorokéhoz. Éppen ezért az elmúlt 10 évben az LPG-hajtotta rendszerek jó néhány generációját fejlesztették ki, és ez a fejlesztés napjainkban is folytatódik.

Az a cég, amely nem hasznosítja a legújabb tudományos kutatások eredményeit, egyszerűen eltűnik a piacról, mivel a hatékonyság/ár versenyben rendre alulmarad. A tudományos kutatások a következő főbb területeken játszanak fontos szerepet a gázrendszerek fejlődésében:

1. Először is az ún. „öntanuló rendszerek” fejlesztésében, ami az üzembe helyezésnél az emberi pontatlanságokat és figyelmetlenségeket képesek korrigálni és javítani sajátos algoritmusaik révén.
2. Másodszor a gázadagolási algoritmusok kimunkálásánál, ahol a beérkező jelek nem határoznak meg egyértelmű állapotot, emellett komplikálja a helyzetet még az is, hogy a benzinüzemtől jelentősen eltérő dinamikát is figyelembe kell venni.
3. Harmadszor pedig a termodinamika terén jelentkezik, amikor a gáz elpárologtatása és annak megfelelő befecskendezése az égéstérbe, majd az előállott keverék megfelelő elégetése a feladat.

Mindezen szempontokat egységesen kell az új fejlesztéseknél figyelembe venni és megfelelő módon illeszteni őket, hogy az új fejlesztés a piacon is megállja a helyét, mégpedig azáltal, hogy a legújabb kutatási eredmények alkalmazása egyben az érték/ár arányt is jelentősen növeli.

Negyedik generációs autógáz-rendszerek
A negyedik generációs rendszereknél a légnemű gáz bejuttatása a szívószelepek közelében történik gyors működésű elektromágnesek (gázinjektorok) segítségével, a harmadik generációs adagoló sínekkel szemben ezek karakterisztikája lineáris, mint a benzinbefecskendezőké, a késleltetésük mindössze néhány tized másodperc a benzininjektorokhoz képest. A valós impedanciájuk 1 Ohmtól, 4 Ohmig terjed, általában a kisebb ellenállásúak gyorsabbak, viszont nagyobb áramot vesznek fel, ezáltal a vezérlő gázkomputer végfokát jobban terhelik. Általában a régebbi motorgyártmányok (EURO2 és EURO3) számára elegendő a lassúbb változatokat beépíteni, amelyek olcsóbbak is, míg az EURO4-es motoroknál már az újabb fejlesztésű és gyorsabb rendszereket kell választani.

Példaként a DT Gas System „GAS TECH 400S” (4 Ohm) és a „GAS TECH 700S” (2 Ohm) rendszereket vettük, ennek a leírásán keresztül próbáljuk szemléltetni a működést. Elektronikus vezérlésű rendszerek, amelyek elektromos szikragyújtású motoroknál a megfelelő keveréket állítják elő egyetlen, vagy két lambda-szondával rendelkező motoroknál. Az üzemanyag propán-bután gáz, vagy metán gáz (földgáz) lehet, különbség csak a reduktorig van, mivel a metán esetében itt jóval nagyobb nyomás uralkodik. A gázkomputer paralel működik a benzinkomputerrel, annak jeleit átveszi és megfelelő módon korrigálja a gázműködést.
A gázkomputer a következő jeleket kapja, aminek alapján a vezérlőjeleket előállítja.

1. benzininjektorok nyitási ideje
2. motorfordulat /RPM/
3. oxigén szenzor(ok) kimeneti jele /lambda-szonda/
4. gázhőmérséklet a reduktorban
5. gáznyomás a légnemű szűrő után
6. az üzemválasztó kapcsoló helyzete az utastérben /benzin vagy benzin-gáz üzem/

A gázkomputer a következőket végzi:

1. vezérli a gázbefecskendezők nyitási/zárási idejét
2. nyitja és zárja a gázszelepet
3. be- és kikapcsolja a benzininjektorok emulátorait /a megfelelő lezárást biztosítják gázüzemben a benzinkomputer kimenetén, hogy úgy érezze, mintha benzinüzem lenne/
4. jelek az utastérben lévő kijelzésekhez

A legfontosabb vezérlési mennyiség a gázinjektorok nyitási ideje, ezek a beömlő gázmennyiséget szabályozzák, ami a szívószelepen keresztül az égéstérbe kerül. A gázinjektort a szívószelephez a lehető legközelebb kell elhelyezni, a lehető legrövidebb hozzávezető gumicsövezéssel. A nyitási idő a benzin-komputertől átvett értékeken alapul, korrigálva azokat a megfelelő algoritmusok alapján, hogy a végbemenő égés a lehető legtökéletesebb legyen. A befecskendezett gáz nyomása a reduktor/kipárologtatón található állítócsavarral változtatható a megfelelő értékre. A gázkomputerben ún. injektor-emulátorok találhatók, amelyek arra szolgálnak, hogy a gázüzem során szükséges benzininjektorok lekapcsolásakor a benzin-komputer úgy érzékelje, hogy minden a megszokott rendben zajlik, azaz a benzin-komputert „be kell csapni” emulációval. Ez a gyakorlatban főleg az amerikai gyártású motoroknál okoz gondot, mivel itt a benzininjektorok impedanciája nagyon kicsi.
Az átkapcsolás benzin üzemanyagról gázra automatikusan történik, miután az utastérben elhelyezett központi egységen lévő kapcsolót benzin üzemről vegyes üzemre állítjuk. Ameddig a beállított feltételek nem teljesülnek, addig a zöld LED villog, és miután a beállított paraméterek teljesülnek (gáznyomás, reduktor-hőmérséklet, stb.), a megfelelő fordulatszám elérésekor a berendezés átvált automatikusan gázüzemre, amit a zöld LED folyamatos világítása jelez. Ez a benzinszelep lezárásával és a  gázszelepek nyitásával történik. A gázmennyiség szabályozása a gázbefecskendezőkben található elektromágnesek nyitási idejének változtatásával történik, amit természetesen a gázkomputer végez.

Garancia
Általában 1-2 év, 100.000 km-es korlátozással. Ez gyakorlatilag – néhány kivételtől eltekintve – megegyezik az új gépjárművek garanciális feltételeivel.

Felhasznált irodalom: Wikipedia

Végül pedig had ajánljam a Pro Energia Alapítvány 2010-es keltezésű "A földgázüzemű közlekedés hatékonyságáról, lehetőségeiről szóló átfogó elemző tanulmány"-át, mely a földgáz mellett minden szóba jöhető alternatív tüzelőanyagra kitér: kattintson ide!

Olvasson tovább:
 

Ugrás az oldal tetejére