Das Funktionsprinzip eines CNG-Kompressors mit Hubkolben beruht auf der Hin- und Herbewegung eines Kolbens in einem Zylinder, um das Gas zu verdichten. Der Prozess umfasst in der Regel die folgenden Stufen:  

1. Einlasshub:
   • Der Kolben bewegt sich nach unten und vergrößert so das Volumen im Zylinder.
   • Dadurch entsteht ein Unterdruck, der dazu führt, dass sich das Einlassventil öffnet und CNG mit niedrigem Druck in den Zylinder einströmt.
2. Kompressionshub:
   • Der Kolben bewegt sich nach oben, wodurch sich das Volumen im Zylinder verringert.  
   • Dadurch wird das eingeschlossene CNG komprimiert und sein Druck erhöht.  
   • Sowohl das Einlass- als auch das Auslassventil bleiben in dieser Phase geschlossen.
3. Entlassungsschlaganfall:
   • Wenn der Kolben seine Aufwärtsbewegung fortsetzt, übersteigt der Druck im Zylinder den Auslassdruck.
   • Dadurch öffnet sich das Auslassventil, und das unter hohem Druck stehende CNG wird aus dem Zylinder ausgestoßen.  
4. Expansion/Clearance Stroke:
   • Sobald der Ausstoßhub abgeschlossen ist, verbleibt eine kleine Menge Gas im Zylinder. Diese Gasmenge wird als Abgas bezeichnet.  
   • Der Kolben beginnt dann seine Abwärtsbewegung, so dass sich das Gas wieder ausdehnen kann.
   • Dadurch wird der Zylinder auf den nächsten Ansaugtakt vorbereitet.

Schlüsselkomponenten:

CNG-Kompressoren mit Hubkolben bestehen aus mehreren wesentlichen Komponenten, die zu ihrem Betrieb beitragen:  

• Zylinder:
  • Die zylindrische Kammer, in der sich der Kolben bewegt, um das Gas zu verdichten.  
• Kolben:
  • Ein zylindrisches Bauteil, das sich innerhalb des Zylinders hin und her bewegt und dabei die Luft komprimiert.  
• Kolbenringe:
  • Dichtet zwischen dem Kolben und der Zylinderwand ab, verhindert das Entweichen von Luft und erhält die Kompressionsleistung.  
• Kurbelwelle:
  • Wandelt die Drehbewegung des Motors in eine Hin- und Herbewegung des Kolbens um.  
• Verbindungsstange:
  • Verbindet den Kolben mit der Kurbelwelle und überträgt die Hin- und Herbewegung.  
• Einlassventil:
  • Ermöglicht den Eintritt von CNG mit niedrigem Druck in den Zylinder während des Ansaugtakts.
• Auslassventil:
  • Ermöglicht den Austritt von Hochdruck-CNG aus dem Zylinder während des Entladungshubs.  
• Kühlsystem:
  • Bei der CNG-Kompression entsteht Wärme, so dass Kühlsysteme (Luft oder Wasser) für die Aufrechterhaltung optimaler Betriebstemperaturen unerlässlich sind.
• Schmierungssystem:
  • Schmiert bewegliche Teile, um Reibung und Verschleiß zu verringern.
• Kontrollsystem:
  • Überwacht und steuert den Kompressorbetrieb, einschließlich Druck, Temperatur und Durchflussmenge.
• Rahmen/Gehäuse:
  • Bietet eine strukturelle Unterstützung für alle internen Komponenten.
• Motor:
  • Sorgt für die Kraftübertragung auf die Kurbelwelle.

Wichtige Überlegungen:

• Hubkolbenkompressoren sind für ihre Fähigkeit bekannt, hohe Drücke zu erreichen.  
• Die mehrstufige Verdichtung wird häufig eingesetzt, um sehr hohe Drücke zu erreichen und die Effizienz zu verbessern.
• Richtige Wartung und Schmierung sind entscheidend für einen zuverlässigen und effizienten Betrieb.