Volledige Samenvatting
LPG · CNG · LNG · Oplading · Airco
Voertuigtechnologie III — Volledige samenvatting
,1. LPG — Liquefied Petroleum Gas
1.1 Chemische samenstelling
LPG is een mengsel van twee koolwaterstoffen: butaan (C4H10) en propaan (C3H8). Het type
brandstof wordt bepaald door het aantal koolstof- en waterstofatomen. Naast de gewenste
koolwaterstoffen bevat commercieel LPG ook ongewenste stoffen:
• Onverzadigde koolwaterstoffen: propeen, buteen, …
• Metaaldeeltjes, vuil en zand
• Weekmakers
• Zwavelhoudende verbindingen
1.2 Seizoensaanpassing van het mengsel
Het mengsel propaan/butaan wordt afgestemd op het seizoen, omdat de twee gassen sterk
verschillende verdampingstemperaturen hebben. Butaan verdampt niet meer bij strenge vorst;
te veel propaan geeft een lage verbrandingswaarde per liter.
Winter: 40 % butaan / 60 % propaan
Zomer: 50 % butaan / 50 % propaan
1.3 Fysische eigenschappen en opslag
Dampdruk — principe van verzadigd gas
LPG werkt volgens het principe van verzadigd gas: zolang de temperatuur gelijk blijft, blijft de
druk in de tank constant, ongeacht hoeveel vloeistof er nog aanwezig is. De druk bedraagt
circa 150 kPa bij lage temperatuur en loopt op tot 650 kPa bij hogere temperaturen.
Opslagdruk LPG: 2 tot 7 bar
Opslagdruk CNG: 200 bar
Opslagdruk LNG: 2 tot 6 bar bij −162 °C (cryogeen)
Dichtheid en veiligheid in parkeergarages
LPG is zwaarder dan lucht. Bij een lek zakt het gas naar de laagste punten en kan het een
explosief mengsel vormen. Voertuigen op LPG zijn daarom in principe verboden in
ondergrondse parkeergarages. CNG vormt hier een uitzondering omdat methaan lichter is dan
lucht en naar boven ontsnapt.
LPG zet uit bij warmte. Daarom mag een tank maximaal voor 80 % gevuld worden. Een
automatische 80%-vulklep verhindert overvulling.
1.4 LPG als brandstof — gedetailleerde eigenschappen
Ontsteking
De ontstekingstemperatuur van LPG bedraagt 700–750 K, tegenover 600 K voor benzine. CNG
heeft zelfs een ontstekingstemperatuur van 900 K. De ionisatiespanning is bij LPG 20–35 %
hoger door de hogere weerstand van het LPG/luchtmengsel. Dit vraagt om speciale bougies of
frequentere vervanging. Niet tijdig vervangen leidt tot schade aan het volledige
ontstekingssysteem.
, Verbrandingstemperatuur
De verbrandingstemperatuur bij LPG is hoger dan bij benzine om twee redenen: (1) de
verbranding is trager, waardoor de verbrandingspiek later na het bovendood punt (BDP) valt en
een groter oppervlak van de cilinderwand wordt blootgesteld; (2) benzine onttrekt bij
verdamping warmte aan het mengsel, wat bij gasvormig LPG niet het geval is.
Verbrandingssnelheid
LPG verbrandt trager dan benzine. De voorontstekingshoek moet iets worden aangepast (iets
vroeger). Door de meer blootgestelde cilinderwand is de motortemperatuur iets hoger.
Mengverhouding (lambda = 1)
Benzine: 14,7 kg lucht per kg brandstof
Autogas (50/50): 15,5 kg lucht per kg brandstof
Octaangetallen
Het octaangetal is sterk afhankelijk van de samenstelling. Propaan heeft RON 112 / MON 97,
n-butaan RON 94 / MON 89, iso-butaan RON 98 / MON 89. Eurosuper benzine heeft RON 95 /
MON 85. Het hogere octaangetal van LPG compenseert gedeeltelijk het vermogensverlies door
de gasvormige inspuiting.
Kleppen en klepzittingen
Doordat LPG gasvormig wordt ingespoten, is er minder mengselkoeling. Dit is extra belastend
voor kleppen en cilinderkop. Niet elke motor is geschikt voor LPG. Aandachtspunten:
hydraulische klepspeling, kleppen/zittingen met stelliet (hardmetaal), hoogtoerige motoren.
Optioneel wordt 'kopsmering' toegepast: een systeem dat kleine hoeveelheden vloeistof in het
inlaatkanaal spuit om de kleptemperatuur te verlagen en kleppen te smeren. Beschikbaar als
pompsysteem met verdeelblok of via natuurlijke aanzuiging.
Smeerolie
LPG geeft minder brandstofinmenging in de olie dan benzine. De olie wordt minder vervuild en
gaat langer mee. Aandacht: het oliepeil moet toch worden gecontroleerd.
Backfire (terugslag in het inlaatkanaal)
Een backfire treedt op wanneer brandend uitlaatgas tijdens de klepoverlapping een vers
mengsel in het inlaatkanaal ontsteekt. Dit kan ernstige schade veroorzaken aan de gasklep,
luchtmassameter en motorkap. Het is één van de redenen waarom LPG-voertuigen bij koude
start altijd op benzine starten.
Oorzaken:
• Te arm mengsel bij starten of overnemen (lagere verbrandingssnelheid, brandend gas
bij klepoverlap)
• Te laat ontstekingstijdstip
• Haperende ontsteking
• Overslag hoogspanningsimpuls naar verkeerde bougie (cross-fire)
• Nagloeiende bougie of koolresten
• Lekkende klep in de verdamper
Meerverbruik
Theoretisch verbruikt een LPG-voertuig 22–28 % meer per kilometer (lagere energiedichtheid
per liter). In de praktijk is dit slechts 10–20 % meer door:
• Betere menging gas/lucht
LPG · CNG · LNG · Oplading · Airco
Voertuigtechnologie III — Volledige samenvatting
,1. LPG — Liquefied Petroleum Gas
1.1 Chemische samenstelling
LPG is een mengsel van twee koolwaterstoffen: butaan (C4H10) en propaan (C3H8). Het type
brandstof wordt bepaald door het aantal koolstof- en waterstofatomen. Naast de gewenste
koolwaterstoffen bevat commercieel LPG ook ongewenste stoffen:
• Onverzadigde koolwaterstoffen: propeen, buteen, …
• Metaaldeeltjes, vuil en zand
• Weekmakers
• Zwavelhoudende verbindingen
1.2 Seizoensaanpassing van het mengsel
Het mengsel propaan/butaan wordt afgestemd op het seizoen, omdat de twee gassen sterk
verschillende verdampingstemperaturen hebben. Butaan verdampt niet meer bij strenge vorst;
te veel propaan geeft een lage verbrandingswaarde per liter.
Winter: 40 % butaan / 60 % propaan
Zomer: 50 % butaan / 50 % propaan
1.3 Fysische eigenschappen en opslag
Dampdruk — principe van verzadigd gas
LPG werkt volgens het principe van verzadigd gas: zolang de temperatuur gelijk blijft, blijft de
druk in de tank constant, ongeacht hoeveel vloeistof er nog aanwezig is. De druk bedraagt
circa 150 kPa bij lage temperatuur en loopt op tot 650 kPa bij hogere temperaturen.
Opslagdruk LPG: 2 tot 7 bar
Opslagdruk CNG: 200 bar
Opslagdruk LNG: 2 tot 6 bar bij −162 °C (cryogeen)
Dichtheid en veiligheid in parkeergarages
LPG is zwaarder dan lucht. Bij een lek zakt het gas naar de laagste punten en kan het een
explosief mengsel vormen. Voertuigen op LPG zijn daarom in principe verboden in
ondergrondse parkeergarages. CNG vormt hier een uitzondering omdat methaan lichter is dan
lucht en naar boven ontsnapt.
LPG zet uit bij warmte. Daarom mag een tank maximaal voor 80 % gevuld worden. Een
automatische 80%-vulklep verhindert overvulling.
1.4 LPG als brandstof — gedetailleerde eigenschappen
Ontsteking
De ontstekingstemperatuur van LPG bedraagt 700–750 K, tegenover 600 K voor benzine. CNG
heeft zelfs een ontstekingstemperatuur van 900 K. De ionisatiespanning is bij LPG 20–35 %
hoger door de hogere weerstand van het LPG/luchtmengsel. Dit vraagt om speciale bougies of
frequentere vervanging. Niet tijdig vervangen leidt tot schade aan het volledige
ontstekingssysteem.
, Verbrandingstemperatuur
De verbrandingstemperatuur bij LPG is hoger dan bij benzine om twee redenen: (1) de
verbranding is trager, waardoor de verbrandingspiek later na het bovendood punt (BDP) valt en
een groter oppervlak van de cilinderwand wordt blootgesteld; (2) benzine onttrekt bij
verdamping warmte aan het mengsel, wat bij gasvormig LPG niet het geval is.
Verbrandingssnelheid
LPG verbrandt trager dan benzine. De voorontstekingshoek moet iets worden aangepast (iets
vroeger). Door de meer blootgestelde cilinderwand is de motortemperatuur iets hoger.
Mengverhouding (lambda = 1)
Benzine: 14,7 kg lucht per kg brandstof
Autogas (50/50): 15,5 kg lucht per kg brandstof
Octaangetallen
Het octaangetal is sterk afhankelijk van de samenstelling. Propaan heeft RON 112 / MON 97,
n-butaan RON 94 / MON 89, iso-butaan RON 98 / MON 89. Eurosuper benzine heeft RON 95 /
MON 85. Het hogere octaangetal van LPG compenseert gedeeltelijk het vermogensverlies door
de gasvormige inspuiting.
Kleppen en klepzittingen
Doordat LPG gasvormig wordt ingespoten, is er minder mengselkoeling. Dit is extra belastend
voor kleppen en cilinderkop. Niet elke motor is geschikt voor LPG. Aandachtspunten:
hydraulische klepspeling, kleppen/zittingen met stelliet (hardmetaal), hoogtoerige motoren.
Optioneel wordt 'kopsmering' toegepast: een systeem dat kleine hoeveelheden vloeistof in het
inlaatkanaal spuit om de kleptemperatuur te verlagen en kleppen te smeren. Beschikbaar als
pompsysteem met verdeelblok of via natuurlijke aanzuiging.
Smeerolie
LPG geeft minder brandstofinmenging in de olie dan benzine. De olie wordt minder vervuild en
gaat langer mee. Aandacht: het oliepeil moet toch worden gecontroleerd.
Backfire (terugslag in het inlaatkanaal)
Een backfire treedt op wanneer brandend uitlaatgas tijdens de klepoverlapping een vers
mengsel in het inlaatkanaal ontsteekt. Dit kan ernstige schade veroorzaken aan de gasklep,
luchtmassameter en motorkap. Het is één van de redenen waarom LPG-voertuigen bij koude
start altijd op benzine starten.
Oorzaken:
• Te arm mengsel bij starten of overnemen (lagere verbrandingssnelheid, brandend gas
bij klepoverlap)
• Te laat ontstekingstijdstip
• Haperende ontsteking
• Overslag hoogspanningsimpuls naar verkeerde bougie (cross-fire)
• Nagloeiende bougie of koolresten
• Lekkende klep in de verdamper
Meerverbruik
Theoretisch verbruikt een LPG-voertuig 22–28 % meer per kilometer (lagere energiedichtheid
per liter). In de praktijk is dit slechts 10–20 % meer door:
• Betere menging gas/lucht
