Premium-CNG-Kraftstoffsystemkomponenten für optimale Leistung auswählen

Die Wichtigkeit der Beschaffung hochleistungsfähiger CNG-Kraftstoffsystemkomponenten

Paul Hargrave, Transportation Market Manager, Swagelok, und Charles Hayes, Lead New Product Development Engineer, Swagelok

Da globale und regionale Luftreinhaltungsrichtlinien strenger werden, ist ein vielversprechender und zunehmend adoptierter Alternativkraftstoff Erdgas (CNG). Starke Anreizprogramme in Teilen der Welt haben schnellere Entwicklung von CNG-Schwerlastausrüstung und der nötigen Betankungsinfrastruktur angeregt, die die Technologie tragfähig macht. Die Reduktion von Dieselnutzung in Bussen, Fernlastwagen und anderen Fahrzeugen kann großen Einfluss auf globale Emissionen haben – Regulatoren und OEMs nehmen Notiz.

Gleichzeitig sehen Flottenbesitzer das Potenzial, da nachhaltige Fahrzeug- und Kraftstoffnutzung über alle Kategorien mittlerer und schwerer Alternativkraftstofffahrzeuge wächst. Laut Bericht „The State of Sustainable Fleets, 2019-2020“ erwarten 83 % der Flottenbesitzer steigende Adoption sauberer Fahrzeuge über alle Flottentypen. Der Bericht fand auch, dass Flottennachhaltigkeit der Top-Motivator für innovative Frühanwender ist, neben potenziellen Kostenvorteilen sauberer Fahrzeuge.

Wichtig: Während die Technologie reift, müssen CNG-Kraftstoffsysteme kompromisslose Zuverlässigkeit und Sicherheit bieten. Die Einsätze sind hoch – Menschen weltweit hängen von öffentlichem Transit ab, und ein CNG-betriebener Busfuhrpark muss dieselbe Uptime und Zuverlässigkeit für tägliche Pendler liefern wie Fahrzeuge mit anderen Kraftstoffen.

Aus diesen Gründen müssen CNG-Komponenten und die sie umfassenden Kraftstoffsysteme hochwertig sein, und OEMs, die neue Nachfrage nutzen wollen, müssen diese Qualitätskomponenten effektiv beschaffen können. Mit diesen Faktoren im Hinterkopf, hier einige Überlegungen für Design, Bau und Spezifikation von Komponenten für hochwertige CNG-Fahrzeuge.

Betriebliche Herausforderungen meistern

Jedes gegebene CNG-Equipment nutzt diverse Verschraubungen, Rückschlagventile, Absperrventile und andere Fluid-System-Komponenten, um Gas zuverlässig vom Speichertank zum Motor zu liefern. Ebenso nutzen Betankungsstationen dieselben Komponententypen, um größere Speichereinheiten mit einem Spenderpunkt zu verbinden, wo Endnutzer ihre Fahrzeuge betanken können, einschließlich Kompressorstationen, die Drücke für Bordbetankung auf 250 bar wp erhöhen.

Alle diese Komponenten müssen diversen realen betrieblichen Herausforderungen standhalten. Darunter sind:

Höhere Drücke

CNG wird bei Drücken komprimiert und gespeichert, die 4.000 psi übersteigen können – kritisch, dass alle Komponenten erhöhte Druckniveaus ohne Leckrisiko bewältigen. Sicherheit ist oberste Priorität – CNG-Lecks können gefährlich sein. Betankungsstationen müssen besonders fehlerfrei sein, da alltägliche Endnutzer ihre Fahrzeuge betanken. Hochwertige Komponenten sind eine Notwendigkeit.

Thermodynamische Herausforderungen

Im Betrieb unterliegen CNG-Anwendungen auch thermodynamischen Herausforderungen. Wenn CNG von Hochdruckspeicher zu niedrigerem Druck beim Motoreinsatz expandiert, verursacht der Joule-Thomson-Effekt signifikanten Gas-Temperaturabfall. Alle Systemteile müssen diese Temperaturänderungen aushalten, einschließlich Gummi- und Elastomerdichtungen sowie metallischer Ventile und Verschraubungen. Niedrigwertige Materialien können sich durch Temperaturschwankungen ausdehnen und zusammenziehen, was zu Lecks oder anderen Ausfällen führen kann.

Chemische Kompatibilität

Elastomere Komponenten in CNG-Systemen spielen wichtige Rolle für zuverlässigen Betrieb, und chemische Kompatibilität muss bei Materialauswahl berücksichtigt werden. Beispielsweise performt Ethylen-Propylen gut bei Kälte, ist aber chemisch inkompatibel mit Kohlenwasserstoffen, die in CNG besonders wahrscheinlich vorhanden sind.

Kontinuierliche Vibration

Verschraubungen und Verbindungen in CNG-Anwendungen müssen zuverlässig den wiederholten, konstanten Vibrationen standhalten, die mit fahrenden Fahrzeugen verbunden sind. Daher ist es wichtig, Verschraubungen zu suchen, die kompromisslose Vibrationsfestigkeit demonstrieren. Mechanische Griffverschraubungen sind eine gute Wahl. Ihr Doppelring-Design schafft einen doppelten mechanischen Griff am Systemrohr, der die Wahrscheinlichkeit effektiv reduziert, dass Verschraubungen sich lösen, selbst bei kontinuierlicher Betriebsvibration.

Straßenkorrosion

Während CNG selbst typischerweise keine Korrosionsprobleme mit Metall verursacht, müssen Systemkomponenten an Fahrzeugen typischerweise Umwelteinflüssen trotzen, die welche verursachen. Eine salzbehandelte Straße im Winter kann beispielsweise Herausforderungen mit Systemkomponenten schaffen, die unzureichenden Korrosionsschutz haben. Geringwertige Edelstahlformulierungen mit niedrigem Nickel- und Chromgehalt sind anfälliger für solche Korrosionsprobleme.

Jede dieser betrieblichen Herausforderungen fordert hochwertige Komponenten aus richtigen Legierungsformulierungen für zuverlässige Leistung, Korrosionsbeständigkeit und Leckagefreiheit. Hersteller müssen diese Komponenten mit starkem Verständnis von Anwendungsherausforderungen und anwendbarer Materialwissenschaft und Produktüberlegungen suchen, wo immer möglich.

Worauf bei der Beschaffung hochwertiger Komponenten zu achten ist

Da der CNG-Markt wettbewerbsfähiger und innovativer wird, benötigen OEMs, die vorn bleiben wollen, nicht nur Qualitätsprodukte, sondern die Fähigkeit, sie vom richtigen Lieferanten zu beziehen. Es gibt mehrere realisierbare Vorteile:

Fertigungseffizienz durch zuverlässige Lieferung

Für einen CNG-OEM, der Produktionspläne halten will, ist Just-in-Time-Lieferung Notwendigkeit. Lieferanten, die lokalen Bestand wichtiger Teile bieten und eng mit Ihnen zusammenarbeiten, um Produktionsbedürfnisse zu verstehen, können Erfolg beeinflussen.

Einfachere, höhervolumige Produktion

Hochwertige Verschraubungen, die nach Drehmontage montierbar sind, ermöglichen schnelle, wiederholbare und leckagefreie CNG-Systemverbindungen. Über Einzelkomponenten hinaus können bestimmte Lieferanten komplette, vorgefertigte Systeme liefern, die Produktionsprobleme lindern, die mit zahlreichen individuellen Rohrbiegungen und -verbindungen in CNG-Kraftstoffsystemen verbunden sind. Der Bezug vorgefertigter, gründlich getesteter Ventilpanels kann beispielsweise OEM-Produktionszeit beschleunigen.

Materialwissenschaftliche Expertise

Ein zuverlässiger Lieferant sollte hochwertige Materialkomponenten liefern können, unterstützt durch Wissen in Metallurgie und Legierungsformulierung sowie elastomerchemischer Kompatibilität, die zu kompromissloser Leistung beitragen.

Während OEMs das Potenzial von CNG-betriebener Ausrüstung weiter nutzen, lohnt sich der Aufwand für Designer und Hersteller, Lieferanten zu suchen, die diesen Service und Support zusätzlich zu höchsten Qualitätskomponenten bieten können.

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