Grundlagen Gasmotoren Dr. DI Günther Herdin - Prof-ges.com

4. Gemischbildung
4.1. Allgemeines
Wie gemäß Tabelle 8 auf Seite 12 leicht nachvollzogen werden kann, ist die korrekte
Einstellung des erforderlichen Kraftstoff/Luftverhältnisses bei den Gasmotoren
wesentlich schwieriger als bei den Motoren mit flüssigen Kraftstoffen
(Heizwertunterschied ca. 5%). Die verschiedenen Heizwerte stellen vor allem beim
"Zweigasbetrieb" hohe Anforderungen an die Gemischbildungseinheit. Den höchsten
Heizwert (Hu) der in Gasmotoren genutzten Brennstoffe hat Butan mit 34,3 kWh/Nm 3 ,
als niedrigstes Einzelgas wird Wasserstoff mit 2,99 kWh/ Nm 3 verwendet. Das sind
Heizwertunterschiede bei Einzelkomponenten von mehr als Faktor 11. Eine weitere
Verschärfung ist durch die Nutzung von Gasgemischen mit Inertgasen, wie CO2 und
N2 gegeben. Die "schwächsten" von Gasmotoren verwertbaren Gasgemische haben
bei ausreichendem H2–Anteil Heizwerte um 0,5 kWh/ Nm 3 , d.h. der Unterschied
"Schwach- zu Starkgas" kann bis zu 1:60 betragen. Diese großen Unterschiede
müssen noch mit den physikalischen Eigenschaften der Brennstoffe gepaart werden.
Bei stöchiometrischer Verbrennung wird der Mindestluftbedarf bei vollständiger
Verbrennung angegeben (Abbildung 6).
Abbildung 6: Luftbedarf zur stöchiometrischen Verbrennung verschiedener Gase
14
35
30
25
20
15
10
5
0
[m³ air/m³ gas]
2,37
4,77
9,35
24,2
32,2
H 2 landfill gas CH 4 C 3H 8 C 4H 10
(50% CH 4)