Umruestanlage zum Betrieb vom Dieselfahrzeugen mit Pflanzenöl

Pflanzenoelkraftstoffe für Motoren

Einleitung - Umrüstung auf Pflanzenöl
Pflanzenöle und ihre Eignung als Kraftstoff
Eignung von Pflanzenölen zur Treibstoffnutzung
Pflanzenoelkraftstoffe für Motoren
Eignung verschiedener Dieselmotortypen für Pflanzenöl
Abgasverhalten von Pflanzenoelmotoren
Technische Umsetzung
Umbauten an Fahrzeugen für den Betrieb mit Pflanzenöl
TÜV- Abnahme
Pflanzenöl Umruestanlage
Wirkprinzip und berechnung von Pflanzenöl in Dieselmotoren
Zusammenfassun

Die Unterschiede bei den physikalischen Eigenschaften erlauben es nicht, den Dieselkraftstoff einfach durch Pflanzenöl zu ersetzen. Auch wenn es immer wieder positive Erfahrungsberichte von Autofahrern gibt, die ohne Umrüstung problemlos mit reinem Pflanzenöl fahren, ist doch zu Bedenken, dass gerade bei den neueren sensibleren Motoren ohne Umrüstung eine Nutzung von Pflanzenöl mit einem Mischungsanteil von mehr als 5% mit grosser Wahrscheinlichkeit zu Motorschaeden führt. In den robusten alten Vorkammer- und Wirbelmotoren von Dieselfahrzeugen, die ihren Dienst getan haben, kann man gerne mal mit höheren Mischungsanteilen experimentieren, ohne dass das Fahrzeug umgerüstet wurde, denn da ist der Schaden gering.
Um moderne Dieselmotoren mit Pflanzenöl betreiben zu können, sind zwei verschiedene Wege möglich.

l. Anpassung des Motors an den Treibstoff
2 Anpassung des Treibstoffes an den Motor

Anpassung des Motors an den Treibstoff

Bei der -Verwendung von unveraendertem Pflanzenöl muss das Fahrzeug umgerüstet werden. Dies kann entweder durch den Einbau eines speziellen Pflanzenoelmotors (z.B. Elsbettmotor) geschehen oder durch technische Veraenderungen der Kraftstoffversorgung. Der Einbau eines Spezialmotors hat praktisch keine Relevanz. Denn die zusaetzlichen Ko-
sten für den speziellen Pflanzenoelmotor von rund 10.000 € machen den wirtschaftlichen Betrieb eines Fahrzeugs unmoeglich. Die Zusatzkosten können derzeit nur über die Einsparung der Kraftstoffkosten gedeckt werden, da die positiven Leistungen wie die Nutzung eines nachwachsenden Rohstoffs und Schonung der knappen Erdoelreserven oder die Reduktion des CO2- Ausstosses finanziell nicht berücksichtigt werden. Nehmen wir eine Kosteneinsparung von 50 Cent pro Liter Pflanzenöl gegenüber Dieselkraftstoff an, so muesste ein Fahrzeug mit Spezialmotor insgesamt eine Fahrleistung von mindestens 400.000 km erbringen, nur um die Investitionskosten des Motors zu decken. Die serielle Produktion eines Pflanzenoelmotors ist deshalb eine wichtige Forderung, um eine Nutzung von Pflanzenöl in groesserem Massstab zu ermöglichen.
Viel haeufiger findet deshalb die technische Umrüstung der Fahrzeuge Anwendung. Dies ist mit Kosten von ca. 2000 € bislang auch die guenstigste Variante. Hier müssen mindestens 6700 Liter Kraftstoff verfahren werden, damit die Umruestkosten gedeckt sind. Dies entspricht bei einem Kraftstoffverbrauch von 8l/100km einer Fahrleistung von 84.000 km. Das Fahrzeug sollte also noch mehrere Jahre nutzbar sein, um eine Amortisation zu erreichen.
In Deutschland fahren in zwischen mehrere 1000 umgeruestete Fahrzeuge. Und mittlerweile gibt es sogar Autohaeuser, die auf Pflanzenöl umgeruestete Neufahrzeuge bei voller Garantieleistung anbieten.
Vorteil der Motoranpassung ist, dass das Kfz mit 100% naturbelassenem Pflanzenöl betankt werden kann. Pflanzenöl hat im Vergleich zu Diesel sehr viel geringere Konversionsverluste, wenn man die erzeugte mechanische Energie zum Energieinhalt des Kraftstoffes ins Verhältnis setzt. Zudem ermöglicht dieser Ansatz dank dezentraler Kraftstoffproduktion eine hohe regionale Wertschoepfung und eine hohe Umwelt-vertraeglichkeit.
Nachteil ist, dass der Kraftstoff bisher nur an wenigen Tankstellen zur Verfuegung steht und der Fahrzeughalter sich darum kuemmern muss, wie er am besten zu seinem Kraftstoff kommt. Denn viele Pflanzenoelnutzer wollen einfach nicht mehr mit Diesel fahren, obwohl dies mit den umgeruesteten Fahrzeugen jederzeit möglich ist. Dies bedeutet, dass man sich zumindest derzeit zusaetzliche Gedanken über den Kraft-stoffbezug machen muss. Man muss im Vorfeld überlegen, wohin man fahren moechte und ob der Sprit reicht. Dies schraenkt den Kreis der potenziellen Nutzer von Pflanzenöl ein, denn nicht jede oder jeder moechte sich darüber so weitgehende Gedanken machen.
In der Regel sind Pflanzenoelfahrer allerdings begeistert davon, dass sie mit einem hei-mischen Kraftstoff fahren können, die regionale Wirtschaft und Landwirtschaft staerken und einen nachwachsenden Rohstoff nutzen., mit dem viele negative Folgen der fossilen Erdoelnutzung vermieden und CO2 -Emissionen reduziert werden.

Anpassen des Treibstoff an den Motor

Bei der Anpassung des Kraftstoffs an den Motor wird das Pflanzenöl durch chemische Prozesse oder physikalisch durch Beimischungen dem Kraftstoffeigenschaften des Diesels so angepasst, dass es ohne technische Veraenderungen am Fahrzeug in normalen Dieselmotoren eingesetzt werden kann.
Der erste Weg, Pflanzenoelkraftstoffe an die Beduerfnisse herkoemmlicher Motoren anzupassen, besteht in der Veresterung des Pflanzenöls. Durch die Veresterung werden hauptsaechlich die Viskosität und die Cetanzahl beeinflusst.
Das Produkt der Veresterung ist ein Pflanzenoelmethylester (RME) auch als Biodiesel gekannt.
Der zweite Weg ist es dem Dieselkraftstoff Pflanzenöl beizumischen. Je nach Motortyp und Jahreszeit sind Beimengungen von 10 bis über 50% Pflanzenöl möglich, ohne dass die Gefahr besteht, den Motor zu schädigen. Vorkammermotoren vertragen groessere Pflanzenoelanteile als Direkteinspritzer. Verwendung sollte auf jeden Fall nur Rapsöl, das den Weihenstephaner Qualitätsstandard erfüllt. lm Sommer kann wegen der besseren Fliehfaehigkeit bei höheren Temperaturen mit grössten Pflanzenoelanteilen gefahren werden als im Winter.
Bei Fahrzeugen mit Common- Rail- und Pumpe- Düse- Einspritzsystemen sollte man bei der Pflanzenöl-Beimischung noch vorsichtiger vorgehen.
Der dritte Weg ist das Pflanzenöl durch Erwaermung auf ca. 70 °C vor zu waermt um es der Eigenschaft des Diesels anzugleichen und um eine optimale Zerstaeubung des Pflanzenöls im Brennraum zu erreichen.

Schäden, die ohne Anpassung von Motor oder Treibstoff

Wird ein konventionelles Dieselfahrzeug ohne Umrüstung mit Pflanzenöl betankt, ist über- kurz oder lang mit Betriebsstoerungen zu rechnen, die bis zu einer vollstaendigen Zerstoerung des Motors führen können. Während der „kritischen" Warmlaufphase ist die Zerstaeubung des Pflanzenöls naemlich aufgrund der hohen Viskosität und der niedrigen Betriebstemperatur des Motors zu gering und die Verbrennung dadurch unvollstaendig. Es kommt zu Verkokungen und Ablagerungen von Verbrennungsrueckstaenden an Ventilen und Kolbenringen.
Darueber hinaus kann eine Vermischung von unverbranntem Pflanzenöl mit dem Motoröl stattfinden, wodurch die Schmierfaehigkeit des Motoroels stark eingeschraenkt wird.
Ohne Umrüstung kann sich ausserdem das Abgasverhalten durch den Pflanzenoelbetrieb verschlechtern.