Kraftstoffe

… und ihre Wechselwirkungen mit Fahrzeugkomponenten

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Die öffentliche Diskussion rund um die Beimischung flüssiger, alternativer und biogener Kraftstoffe zu Benzin und Diesel dreht sich ausschließlich um deren Auswirkungen auf die Fahrzeugmotoren. Dabei wird oft vergessen, dass es auch andere wichtige Fahrzeugkomponenten gibt, die mit den alternativen Kraftstoffen und deren Mischungen in Berührung kommen und deren Betriebssicherheit und Materialverträglichkeit ebenso dauerhaft gewährleistet bleiben muss. Allgemeine Aussagen zu alternativen Kraftstoffen sind nur schwer möglich, da sie je nach eingesetztem Rohstoff oder Herstellungspfad sowie späteren Mischungen sehr unterschiedliche physikalisch-chemische Eigenschaften haben können. Hinzu kommen mögliche Wechselwirkungen mit Kraftstoffadditiven, die in Betracht zu ziehen sind.

Am OWI werden in Zusammenarbeit mit Herstellern von Fahrzeugkomponenten, der Mineralölindustrie, Additivherstellern sowie anwendungsseitig mit verschiedenen OEMs die Auswirkung von Biodiesel, Bioethanol und anderer alternativer Kraftstoffe wie bspw. OME oder höhere Alkohole auf technische Aggregate vom Tank bis zum Motor untersucht. Dazu zählen etwa das

  • Tanksystem,
  • Vordruckpumpen,
  • Komponenten der Standheizungstechnik sowie
  • Dieselinjektoren.

Untersuchungsschwerpunkte sind die potenzielle

  • Bildung von Ablagerungen durch die Verbrennung, Wechselwirkungen mit Materialien (Quellen von Schläuchen, Korrosion von Metallen),
  • Kraftstoffalterung durch Oxidationsprozesse und
  • Emissionen durch Verbrennung.

Für die Untersuchungen werden zum Teil spezielle Prüfstände und Prüfmethoden entwickelt. Ziel dieser Untersuchungen ist die Aufstellung einer Methodik für den unkritischen Einsatz von Kraftstoffen. Das kann sowohl in systematisch angelegten Grundlagenuntersuchungen erfolgen, als auch in Einzeluntersuchungen von technischen Komponenten.

Dabei werden zwei unterschiedliche Maßnahmenbereiche verfolgt. Durch die Entwicklung einer gezielten Additivierung oder Vermeidung kritischer Inhaltsstoffe der Kraftstoffe können deren Eigenschaften so verändert werden, dass die beobachtete Ablagerungsbildung bzw. Alterung auf tolerable Werte reduziert werden kann. Der zweite Methodikweg ist die Material- und Komponentenentwicklung. Mit Hilfe von systematischen Untersuchungen können Empfehlungen für die künftige Auswahl von Werkstoffen oder zur Veränderung etwa des Wärmemanagements für die Konstruktion und Auslegung von Komponenten erarbeitet werden.

Beispielhafte Projekte, die am OWI durchgeführt wurden beziehungsweise werden, sind

  • „GObio“ – Gezielte Optimierung von kraftstoffführenden Komponenten für biogene Kraftstoffe in mobilen Applikationen und
  • „ENIAK“ – Entwicklung eines nichtmotorischen Injektor-Verkokungsprüfstandes für alternative Kraftstoffe.