Motorverschmutzung: Ursachen, Folgen und Lösungen
Durch Bardahl • Die 30.11.2018 • 5 min Lesung
Die Herausforderung für die Automobilhersteller besteht derzeit darin, immer „sauberere“ Fahrzeuge zu entwickeln, die möglichst wenig Treibhausgase ausstoßen und gleichzeitig den Kraftstoffverbrauch begrenzen.
Aus diesem Grund hat sich das Design moderner Motoren in den letzten Jahren erheblich weiterentwickelt.
Neue Technologien zielen darauf ab, die Treibhausgasemissionen von Fahrzeugen zu reduzieren, indem beispielsweise die Kraftstoffverbrennung verbessert oder Fahrzeuge mit Abgasbehandlungsgeräten (Katalysatoren, SCR-Systeme, AGR-Ventile usw.) ausgestattet werden.
Doch unabhängig von der Motorengeneration – ob alt oder neu – bleiben sie während ihres Betriebs anfällig für fortschreitende Verschmutzung.
Im aktuellen Wirtschaftsklima entscheiden sich die Verbraucher für die billigsten Kraftstoffe, die zudem die wenigsten Zusatzstoffe enthalten.
Dies trägt nicht dazu bei, die Verschmutzung des Motors zu verlangsamen oder gar deutlich zu beseitigen.
Ein verschmutzter Motor verliert an Leistung und Reaktionsvermögen. Das Starten gestaltet sich schwieriger und der Schadstoffausstoß ist höher.
Eine Verschmutzung des Motors ist unvermeidlich und die Ursache vieler Pannen. Aber glücklicherweise gibt es Lösungen!
Hauptursachen für Motorverschmutzung
Verbrennung
Die Kraftstoffverbrennung erfolgt im Brennraum des Motors mithilfe eines Luft-Kraftstoff-Gemisches. Ausgelöst wird dieses Phänomen durch eine Energiezufuhr (Kompression beim Dieselmotor, Zündung beim Benzinmotor). Im Idealfall werden bei dieser Verbrennung alle Brennstoffmoleküle vollständig verbrannt. Aber in Wirklichkeit ist das nicht der Fall. Dies liegt daran, dass einige Kraftstoffmoleküle oder darin enthaltene Verunreinigungen unvollständig verbrennen oder nicht verbrannt werden. Diese Rückstände aus Teer, Ruß und Kohlenstoff lagern sich dann an den Ventilen und Kolbenböden ab .
Diese Rückstände können sich auch in der Rückennut der Ringe ablagern und zu erhöhter Reibung zwischen den Ringen und den Zylindern führen.
Dadurch verschlechtert sich der Ölfilm und die Brennkammer ist nicht mehr dicht.
Das Öl wird dann durch Verbrennungsgase verunreinigt und der Motor verbraucht mehr Kraftstoff. Durch diesen Dichtverlust steigt das Öl in den Brennraum auf und wird teilweise verbrannt.
Die Abgase dieser Verbrennung sind reich an Ruß und Teer verschiedener Art. Sie tragen zur Verschmutzung von Abgasnachbehandlungssystemen bei.
Sind diese Geräte einmal verstopft, erfüllen sie ihre Aufgabe der Gasbehandlung nicht mehr und alle umweltschädlichen und schädlichen Verbrennungsgase/-dämpfe werden unverändert in die Atmosphäre freigesetzt.
Auf Kurzstrecken kommt es schneller zu Motorverschmutzung, da die optimale Betriebstemperatur des Motors nicht erreicht wird. Bei der Verbrennung entstehen daher vermehrt Ablagerungen.
Injektordurchmesser
Um den Kraftstoff in Form feinster Tröpfchen zu verdampfen, werden die Durchmesser der Injektoren immer kleiner. Dadurch wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch schnell homogen und es kommt zu einer guten Verbrennung.
Durch Verunreinigungen im Kraftstoff können diese Einspritzdüsen verstopfen und sogar festfressen, die Kraftstoffverdampfung ist nicht mehr optimal und die Verbrennungsqualität schlechter, der Kraftstoffverbrauch steigt und es kommt zur Bildung von Ablagerungen.
Vergasermotoren sind nicht immun gegen Verschmutzung, da sich Kohlenstoffablagerungen auf beweglichen Teilen und Düsen bilden. Auch in diesen Fällen kommt es zu Leistungseinbußen beim Motor und einem deutlichen Anstieg des Kraftstoffverbrauchs. Additive Kraftstoffe
Kraftstoffen, insbesondere Biodieseln, werden zunehmend Additive zugesetzt, die die Verschmutzung verstärken.
Additive Kraftstoffe
Kraftstoffen, insbesondere Biodieseln, werden zunehmend Additive zugesetzt, die die Verschmutzung verstärken.
Zusammensetzung der Kraftstoffe
Die Zusammensetzung der Kraftstoffe wird zunehmend reguliert und die Behörden (die Europäische Union) schreiben den Herstellern immer strengere Emissionsstandards vor.
Für Dieselmotoren:
| Standard | Euro 1 | Euro 2 | Euro 3 | Euro 4 | Euro 5 | Euro 6 |
| Stickoxide (NOx) | - | - | 500 | 250 | 180 | 80 |
| Kohlenmonoxid (CO) | 2.720 | 1.000 | 640 | 500 | 500 | 500 |
| Kohlenwasserstoffe (HC) | - | - | - | - | - | - |
| HC + NOx | 970 | 900 | 560 | 300 | 230 | 170 |
| Feinstaub (PM) | 140 | 100 | 50 | 25 | 5 | 5 |
Für Benzin- und Flüssiggasmotoren:
| Standard | Euro 1 | Euro 2 | Euro 3 | Euro 4 | Euro 5 | Euro 6 |
| Stickoxide (NOx) | - | - | 150 | 80 | 60 | 60 |
| Kohlenmonoxid (CO) | 2.720 | 2.200 | 2.200 | 1.000 | 1.000 | 1.000 |
| Kohlenwasserstoffe (HC) | - | - | 200 | 100 | 100 | 100 |
| HC + NOx | - | - | - | - | 5 | 5 |
| Feinstaub (PM) | - | - | - | - | 68 | 68 |
Diese Normen verpflichten die Hersteller, ihre Motoren zu optimieren und Nachbehandlungstechnologien zur Schadstoffkontrolle einzusetzen. Damit einher geht auch eine Veränderung der Zusammensetzung der Kraftstoffe (Blei für Benzin und Schwefel für Diesel).
Folgen von Motorverschmutzung
Sobald diese Geräte verstopft sind, erfüllen sie ihre Aufgabe der Gasbehandlung nicht mehr. Es kommt zu Motorstörungen und der Austausch dieser Abgasreinigungssysteme wird unumgänglich. Hinzu kommen Pannenrisiken, die beispielsweise durch festsitzende Injektoren und verstopfte Ventile entstehen.
Sie erfüllen nicht länger ihre Funktion als „Falle“ für die schädlichsten Abgase.
Diese Gase werden daher in die Atmosphäre freigesetzt.
Der erhöhte Kraftstoffverbrauch trägt zudem zur Erschöpfung fossiler Ressourcen bei.
Daher ist es notwendig, regelmäßig Zusatzstoffe zu verwenden, um diese Probleme zu beheben!
Lösung: Einsatz von Additiven in Kraftstoffen
Kraftstoffadditive enthalten unter anderem Moleküle mit reinigenden Eigenschaften. Die Struktur dieser Moleküle verleiht ihnen besondere Eigenschaften. Der „Kopf“ ist der polare Teil des Moleküls und der „Schwanz“ ist der unpolare Teil des Moleküls. Diese Struktur ermöglicht:
Reduzieren Sie die Oberflächenspannung, was Folgendes ermöglicht:
Feinere Zerstäubung des Kraftstoffs an der Einspritzstelle (erhöhte Anzahl feinerer Kraftstofftröpfchen)
Eine Vergrößerung der Austauschfläche von Kraftstofftröpfchen mit Luft
Vollständigere und effizientere Verbrennung, was eine deutliche Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs bedeutet
Mehr Kohlenwasserstoffe und verbrannte Partikel
Eine damit einhergehende Reduzierung der Treibhausgasemissionen (CO2 und NOx)
Die Bildung einer Monoschicht auf der Oberfläche des Kraftstoffkreislaufs ermöglicht:
Kraftstoffdurchflussoptimierung
Verbesserung der Schmierkraft von Kraftstoffen
Schutz vor Korrosion
Eine Reduzierung der Wartungskosten
Die Bildung von Mizellen:
Um Schutt und Schmutzpartikel herum (verhindert, dass diese sich in der Brennkammer ablagern und verbrennen)
Detergenswirkung und Reinigung der Kraftstoffkreisläufe
Dank dieser Eigenschaften trägt die regelmäßige Verwendung von Additiven zur Reinigung des gesamten Kraftstoffsystems von Fahrzeugen dazu bei, die ursprüngliche Leistung des Motors aufrechtzuerhalten und somit die Schadstoffemissionen zu begrenzen, die durch die natürliche Verschmutzung von Wärmekraftmaschinen entstehen.