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 Benzin - Diesel 2



Man tankt beide mit ähnlichen Zapfhähnen, die sich nur im Durchmesser unterscheiden. Und obwohl beide in fast der gleichen Art in einem allseitig geschlossenen Raum verbrennen und damit Druck erzeugen, bedeutet das keineswegs, dass es sich um die gleiche Zusammensetzung handelt und die Verbrennung in beiden Fällen gleich abläuft.

Denn trotz Direkteinspritzung beim Benziner muss man hier von einer wenn auch kurzen Periode der Mischung ausgehen. Denn zuerst hat der Kraftstoff bei möglichst großer Verwirbelung Kontakt mit Luft und erst dann erreicht er den Ort der Zündung. Dabei gibt es zwischen beiden Ereignissen einen gewissen Zeitverzug.

Dieselkraftstoff hingegen bildet durch seine Einspritzung in den höher verdichteten Brennraum die Grundlage für eine Zündung. Er erreicht teilweise erst gar nicht das Ziel, z.B. eine Wandung, an der er schichtweise abbrennen kann. Besonders an den Rändern des Einspritzstrahls kommt es schon vorher zu Zündungen kleinster Tröpfchen, die verdunsten.

Während man beim Benzinmotor durch die zentrale Auslösung der Verbrennung von einer eher punktförmigen Ausbreitung der Flammenfront ausgehen kann, ist diese beim Diesel eher undefinierbar entlang eines Einspritzstrahls mit verschieden starkem Zugriff zu dessen Mitte hin. Es fehlt halt dort an dem zur Verbrennung unbedingt nötigen Sauerstoff.

Bevor man vielleicht schon jetzt im kleinen Maßstab Kraftstoffe synthetisch aufbaut, ihnen also eine klarer definierte Zusammensetzung verleiht, muss man bei direkt aus Erdöl gewonnenem von einer ungeheuren Vielzahl von Grundsubstanzen ausgehen, alle irgendwie OH-Gruppen, z.T. sogar gepaart mit Sauerstoff.

Oben im Bild sehen Sie die beiden Gruppen in die man Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren einteilt, links die Alkane oder auch Aliphatischen, rechts die Aromaten oder Alizyklischen Kohlenwasserstoffe. Da soll nur die grundsätzliche Anordnung links in Ketten und rechts in (Benzol-) Ringen gezeigt werden. Es gibt für beide unzählige Abweichungen, nur dass der Kohlenstoff immer das sozusagen tragende Gerüst bildet. Auch kann dies durch Doppel- und Dreifachbindungen noch verstärkt sein.

Grundsätzlich gilt, dass kettenförmige Struktur grundsätzlich eher für eine größere Zündwilligkeit und damit Cetanzahl steht, während die ringförmige nicht nur stabiler scheint, sondern das auch durch die höhere Oktanzahl belegt. Nicht zuletzt wird die ja durch Vergleich mit einer Mischung von Iso-Oktan mit Oktanzahl 100 und n-Heptan ermittelt, wobei letzteres mit Oktanzahl Null zu den Alkanen gehört.

Man kann aber trotzdem nur sagen, dass im Benzin etwas mehr Alkane und bei Diesel mehr Aromaten vorhanden sind, und das bei einer Reihe anderer Zusatzstoffe. Die Cetanzahl wird nach einem ähnlichen Verfahren entwickelt, wobei sie sich relativ genau umgekehrt verhält. Wir wagen hier die Wiederholung eines früher oft gebrauchten Lehrsatzes, nämlich das Cetan gleich 100 minus Oktan sei.

Dabei haben direkteinspritzende Dieselmotoren durch ihre kurze Verweilzeit bis zur Selbstzündung noch höhere Anforderungen an die Cetanzahl von mindestens 50. Einer der Gründe für dieses Kapitel ist es, ein grundsätzliches Umdenken zu fördern. Ausgerechnet ein leichter Kraftstoff, der wesentlich schneller verdampft oder gar verdunstet, ist zündunwilliger als ein schwerer, dessen Verdampfungskurve um ca. 150°C höher liegt.

Dabei ist es doch eine Voraussetzung für eine Verbrennung, dass der Kraftstoff gasförmig wird. Man darf eben die Neigung zur (Selbst-) Zündung nicht mit der Entflammbarkeit verwechseln. Halten Sie einmal ein Streichholz (möglichst draußen) an eine sehr kleine Menge Benzin und alternativ an Diesel. Benzin bildet sogar Gase, die, schwerer als Luft, sich in alle Richtungen verflüchtigen können. Deshalb ist dessen Gefahr auch so schwer voraus zu kalkulieren.








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