Diesel, die Kluft zwischen Technologie und Chemie

Der Einspritzvorgang; Hochpräzise Einspritzung ist Voraussetzung für eine gute Performance (Bildquelle: Bosch) (PresseBox) (Buchholz, ) Neue Technologien erhöhen immer wieder die Herausforderungen an die benötigten Betriebsstoffe, ohne unerwünschte Nebenwirkungen im System zu funktionieren. Die Entwicklung von Euro 5-, jetzt Euro 6-Dieselmotoren schuf neue Anforderungen an die Qualität der verwendeten Dieselkraftstoffe. Darüber hinaus wirken ehrgeizige Pläne, Biokraftstoffe auf nationaler Ebene in den Markt einzuführen, diesem technischen Fortschritt eher entgegen, wodurch noch weitere Herausforderungen an Kraftstoff und Technik entstehen.

1. Injektoren

Die heute allgemein angewendete Einspritztechnik bei Dieselmotoren arbeitet mit Einspritzdrücken oberhalb 2000 bar; 3000 Bar werden bereits angestrebt.

Dies zieht extrem kleine Spaltweiten in den involvierten Aggregaten von unter 3 μm nach sich; die gemessenen Temperaturen in der Injektorspitze liegen heute bei ca. 160 °C, Temperaturen, bei denen nicht nur der als empfindlich geltende Bioanteil erheblichen Zersetzungserscheinungen unterliegt.

Hinzu kommt die Einführung der Mehrfacheinspritzungen pro Kolbenhub, die einen ruhigeren Motorlauf und einen emissionsärmeren Betrieb ermöglichen.

Die Piezo-Technologie ermöglicht hier extrem geringe Öffnungszeiten im Millisekunden Bereich.

Kleinste Verunreinigungen durch den Kraftstoff können diese Technologie erheblich beeinträchtigen, sogar schnell zum Ausfall der Aggregate führen.

Die Forderung nach höheren Stabilitäten der Kraftstoffe ist deshalb die logische Konsequenz der modernen Motorenentwicklungen. Wünschenswert ist darüber hinaus eine gute Reinigungswirkung, die die Sauberkeit der Injektoren, und damit die Funktionsweise der Mehrfacheinspritzung, auch unter ungünstigen Bedingungen gewährleistet. Aufgrund der sich im Feld gemeinsam mit den Euro-6-Anforderungen verschärften Bedingungen haben sich deshalb gerade auch im Bereich der Stabilisierung und Reinigung neue, effizientere Wirkstoffe entwickelt, die bereits ihre Serienreife im Markt nachweisen konnten.

2. Diesel-Additivierungsstrategien: Instandsetzen, Reinigen, Erhalten

Eine fortschreitende Verschmutzung der Common-Rail-Injektoren, wie sie bei Verwendung von Diesel minderer Qualitäten auftreten können, machen sich zunächst in der Verminderung der Laufruhe bemerkbar. In diesem Zustand wird über die einzelnen Injektoren zwar die Haupteinspritzung gewährleistet, aber schwergängige Nadeln verhindern zunehmend den einwandfreien Verlauf der Pilot- und Nacheinspritzungen.

Neben der Laufruhe wird somit auch das Emissionsniveau beeinträchtigt, bis schließlich die Nadel auch nicht mehr für die Haupteinspritzung geöffnet wird und der Motor nicht mehr gestartet werden kann.

Eine zunehmende Beeinträchtigung der Injektoren lässt sich in der Werkstatt über eine Motordiagnose relativ leicht messen.

Statt Austausches der Injektoren hat man sich in obigem Fall für die Reinigung der Injektoren mit Hilfe eines speziell dafür entwickelten, hochaktiven Reinigungsadditives entschieden: Nach Betrieb des Motors von ca. 45 Minuten zeigte die anschließend wieder durchgeführte Diagnose gleichmäßige, deutlich erhöhte Leistungsbeiträge der einzelnen Injektoren.

Ein solcher Reinigungseffekt lässt sich z.B. bei Einsatz in landwirtschaftlichen Maschinen ebenfalls verhältnismäßig leicht nachvollziehen:

So wurden beispielsweise zwei Fendt-Traktoren über einen Zeitraum von 4 Wochen mit einem Premium-Diesel betrieben, wobei vor und nach der Behandlung die Antriebsleistung über die Kurbelwelle mit Hilfe eines mobilen Dynamometers gemessen wurde:

Der Vergleich vor und nach dem Premiumdiesel-Einsatz zeigt - je nach Motortyp, dessen Vorbelastung und Abstimmung - deutliche Unterschiede bei den Effekten. So reagiert beispielsweise der Chip-getunte Motor deutlich stärker mit einer Leistungssteigerung, während der gleiche Motor ohne Chip-Tuning mit einer deutlich ausgeprägteren Verbrauchsminderung reagiert. In Summe allerdings zeigt der additivierte Kraftstoff nach 4 Wochen Anwendung durchgehend positive Ergebnisse:

Will man die Effekte der Premium-Additivierung im Rahmen eines Feldtestes überprüfen, so gilt es äußere Einflüsse während des Testes durch umsichtige Auswahl der Testbedingungen und nach Möglichkeit durch einen statistischen Ansatz zu minimieren. Der Feldtest mit 11 LKWs über zwei Jahre minimierte die möglichen Einflussbedingungen wie

- Temperatur-/Witterungseinfluss
- Fahrerverhalten
- Unterschiedlicher Zustand/Alterungsgrad der Motoren (Injektoren)
- Reifenzustand/-druck

Die nach zwei Jahren gemessene mittlere Verbrauchsreduktion spiegelt die erwarteten Effekte verhältnismäßig gut wieder. Die im Schnitt gemessene Optimierung von 5 % übertrifft ein wenig die ursprünglichen Erwartungen von 2 - 4 %. Die Ergebnisse jedes einzelnen LKW schwanken allerdings deutlich, zwischen -11,5 und + 8,75 %, was die Notwendigkeit einer statistischen Bewertung der Ergebnisse unterstreicht.

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