AutoScout24 - Europas großer Automarkt

Tipps zum Umbau

Um Schäden am Motor oder an der Einspritzpumpe beim Betrieb von Pflanzenölen zu verhindern, sind Umbauten erforderlich. (Eine 100 % Schadensfreiheit kann nie garantiert werden) . Also vergesst nicht das Ihr auf eigenes Risiko handelt!!!


Das hauptsächliche Problem bei der Verwendung von Rapsöl ist der große Unterschied der Viskosität der nicht ignoriert werden kann und technische Eingriffe erforderlich macht.

kin. Viskosität [mm2/s] Diesel Rapsöl RME
20°C 3,08 78,8 6,8
80°C   ca. 10  

Die Viskosität vom Pflanzenöl ist sehr stark von der Temperatur abhängig,
mit ansteigender Temperatur nähert sich die Viskosität vom Pflanzenöl
der vom Diesel immer mehr an.

Es gibt 2 technische Lösungen, Pflanzenöl als Kraftstoff einzusetzen 

1. Kraftstoffanpassung

Senken der Viskosität und des Flammpunktes.
 ( Erhöhung der Zündwilligkeit )

2. Motoranpassung

Mechanische Veränderungen an der ESP, Düsen und am Verbrennungs- raum. (Pflanzenölmotor)
  • senken der kinematischen Viskosität durch erhitzen des Pflanzenöls
  • Umesterung von Rapsöl zu
    Biodiesel
  • verdünnen,  mischen mit RME, Diesel, Benzin oder Alkoholen 
    ( Schur-Mischung )
  • höherer Preis als konventioneller Dieselmotor
  • kostspieliger Umbau am Einspritzsystem und am Motor, dadurch längere Amortisationszeit

z.T. Startvorgang mit Diesel notwendig

 

Geeignete Motoren für Biodiesel

Biodiesel ( kein Rapsöl ) ist in herkömmlichen Dieselmotoren ohne Änderung einsetzbar, wenn dies vom Hersteller freigegeben ist. Ansonsten müssen alle Gummi - oder Kunststoffdichtungen und Leitungen gegen Biodiesel (RME) resistente ausgetauscht werden (Viton). Nicht freigegebene Dichtungen, Schläuche etcetera quellen wie ein Schwamm auf und werden undicht!!!
Biodiesel verhält sich wie ein Lösungsmittel, greift Lacke, Gummi und Kunststoffe an!. Also Finger weg wenn der PKW nicht für RME freigegeben ist. Die Umesterung von Rapsöl zu Biodiesel geschieht unter einem hohem Energieaufwand, dieses wirkt sich negativ auf die Energiebilanz aus und damit auch auf die Kosten, die durch Subventionen aufgefangen werden.
Biodiesel hat im Vergleich zu Diesel keine ökologischen und  nur geringe ökonomische Vorteile. Aus diesen Gründen unterstütze ich diesen  subventionierten Industriezweig nicht und fahre mit naturbelassenem Rapsoel.

 

Geeignete Motoren für Rapsöl

Prinzipiell sind alle Dieselmotoren für die Verwendung von Pflanzenöl geeignet, wenn technische Änderungen die je nach Typ unterschiedlich ausfallen vorgenommen werden.
Bei älteren Motorsystemen die robuster ausgelegt sind und Abweichungen der Kraftstoffeigenschaften zulassen, wie der indirekten Einspritzung, wozu Vor- und Wirbelkammermotoren gehören, ist der Umbau am einfachsten und komfortabelsten mittels einem 1. Tank-System zu realisieren. Beim 
1. Tank-System wird der Motor mit Pflanzenöl gestartet. ( Bei Motoren mit hoher Laufleistung sollte wegen des höheren Flammpunktes von Rapsöl vorher die Kompression geprüft werden ) 
Die Kraftstofferwärmung erfolgt dabei aus einer Kombination von einem Plattenwärmetauscher der am Öl - oder Kühlkreislauf angeschlossen wird und einer elektrischen Kraftstoffvorwärmung. Der elektrische Durchlauferhitzer ist hinter dem Plattenwärmetauscher installiert, Temperatur geregelt und schaltet sich automatisch ab, wenn der Plattenwärmetauscher ausreichend Energie ans Pflanzenöl abgibt.
Bei modernen Dieselmotoren ( direkten Einspritzung ), wozu Pumpe Düse und Comon-Rail Diesel gehören ist ein 2. Tank-System notwendig, da diese nicht mit kaltem Pflanzenöl gestartet werden können. Deswegen wird beim
2. Tank-System ein zweiter Tank fürs Pflanzenöl eingebaut, bei erreichen der Betriebstemperatur werden die Kraftstoffleitungen automatisch oder manuell mit zwei 3-Wege Magnetventile für Zu- und Rücklauf auf Pflanzenöl umgestellt. ( Es ist davon abzuraten den Rücklauf kurz zuschließen da er zur Entlüftung des Kraftstoffsystems dient. ) Mehrere Minuten bevor der Motor abgestellt wird muss dieser wieder auf Diesel umgestellt werden oder es wird automatisch nach dem abstellen des Motors mit einer Kraftstoffzusatzpumpe das Leitungssystem mit Diesel gespült, damit wieder mit Diesel gestartet werden kann. Eingebaute Messpunkte für Temperatur und Viskosität können bei modernen Motoren Probleme verursachen resultierend aus den hohen Drücken und Temperaturen (die gewisse Toleranzen nicht überschreiten dürfen). Bei Direkteinspritzern wird der Plattenwärmetauscher fast immer am Ölkreislauf angeschlossen, da der Kühlkreislauf die benötigte Energie gar nicht oder erst später erreicht.( Bei vielen Direkteinspritzern ist eine elektrische Innenraumheizung zur Unterstützung der konventionellen eingebaut, weil der Motor weniger thermische Energie abgibt. )

 

Geeignete Einspritzpumpen für Rapsöl

Bei der Konstruktion und Dimensionierung von Einspritzpumpen werden gewisse Toleranzen der Kraftstoffviskosität (wie sie im Winter beim Diesel auftreten können) durch einen Sicherheitsfaktor bei der Dimensionierung und Auswahl der Werkstoffe der einzelnen Bauteile berücksichtigt. Aus diesem Grunde dürfte eine leichte Viskositätserhöhung wie sie beim erwärmten Pflanzenöl auftritt,  zu keinen Schaden der Einspritzpumpe führen. Um so niedriger die Temperatur des Pflanzenöls ist und die damit verbundene höhere Viskosität, treten in der Einspritzpumpe größere Kräfte (Spannungsspitzen) auf, die z.B.: bei der Nockenwelle der ESP zum Schwingungsbruch führen können.
Die auftretenden Kräfte auf die mechanischen Teile ( Nockenwelle, Excenter, Zylinder, Kolben ) der Einspritzpumpe bei kaltem Pflanzenöl sind mit Sicherheit aus Kostengründen und des normalerweise zu verwendenden Kraftstoffes nicht berücksichtigt worden. Um Schäden zu verhindern rate ich nochmals dringend darauf hin die Viskosität zu senken mittels Temperaturerhöhung und /oder vermischen mit geeigneten Additiven, wie Benzin, Ethanol, Diesel oder RME.
Reiheneinspritzpumpen sind Aufgrund ihrer Bauart robuster als Verteilerein   -spritzpumpen, deswegen traten bisher bei Reiheneinspritzpumpen von Bosch die wenigsten Probleme auf.
(Ältere Mercedes Benz Wirbelkammermotoren mit einer Reiheneinspritzpumpe von Bosch sollen auch ohne Umbau auf 100 % Pflanzenöl ohne größere Probleme laufen, siehe www.rerorust.de .)

 

Tipps für den Umbau auf Pflanzenöl

Pflanzenöl muss vor allem, Aufgrund der höheren Viskosität und Flammpunktes fließfähiger und zündfähiger gemacht werden. Dies erreicht man vor allem durch Erwärmen des Öls und Mischen mit Diesel oder Benzin (Ich gebe ca. 2 % Diesel zum Rapsöl) Diesel beeinflusst das Startverhalten und den Stockpunkt positiv und Benzin dürfte nur den Stockpunkt positiv verändern, da Benzin im Vergleich zum Diesel kein Selbstzünder ist. Elektrische Kraftstoffvorwärmer sind nur bedingt empfehlenswert, sie haben eine hohe Leistungsaufnahme, welche sich negativ auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt.
( Vorteil: Kompakte Bauart, schneller und einfacher Einbau ). Der Einbau eines Wärmetauschers der auf das heiße Kühlwasser oder Öl zurückgreift empfiehlt sich daher eher.

Optimaler Bereich der Einspritztemperatur des Rapsöls liegt voraussichtlich zwischen 60°C und 80°C (siehe Diplomarbeit bei Biocar).

Am sinnvollsten ist es den Wärmetauscher am Nebenkreislauf des Kühlwassersystems, sprich Innenraumheizung im Gegenstromprinzip anzuschließen. (Beim Anschluss am Ölkreislauf sollte man vorher den Rat eines Fachmanns einholen.)  Wegen seiner kompakten Bauart  ist ein Plattenwärmeaustauscher  mit einer ausreichenden Austauschfläche zu empfehlen 
( >0,1 m2 =1000cm2 ). 
( Der Eigenbau erzielt nicht immer die erwünschten Temperaturen, sowie z.B. Kupferrohre oder Spiralen die um den Kühlwasserschlauch gewickelt sind oder ähnliches ).
Einspritzpumpen fördern mehr Kraftstoff als für die Verbrennung benötigt wird, der Volumenstrom liegt je nach ESP und Drehzahl bei 1 Liter / min, d. h. in einer Stunde wird der Tankinhalt von den meisten PKW's umgepumpt.( Volumenstrom des Rücklaufs habe ich bei mittlerer Drehzahl ausgelittert )

Da die ESP geschont und der Motor immer gut starten soll, benötigt man zum Starten einen Zweittank der mit Diesel oder RME betankt ist (bei Vor und Wirbelkammermotoren ist der zweite Tank nicht unbedingt erforderlich;
Bild Vorkammer), für die ersten Kilometer bis der Wärmetauscher seinen Zweck erfüllt und für die letzten Kilometer damit beim nächsten Start auch ein zündfähiges Kraftstoffgemisch dem Motor zur Verfügung steht. ( Pflanzenöle oder Fette können beim Kaltstart die Einspritzpumpe beschädigen )

Wer nur mit Pflanzenölen fahren möchte kommt mit einem normalen Zweittank aus, für Pflanzenfette braucht man einen beheizten Tank und beheizte Kraftstoffleitungen, da Fette bei Zimmertemperatur fest sind. ( Mit einem Zweittank erlischt die Betriebserlaubnis des Pkws, deswegen muss dieser vom TÜV zugelassen werden.

Das Umschalten von Diesel Rapsöl realisiert man am einfachsten mit zwei 3 Wege Magnetventile, die mit einem Schalter bedient werden, oder von einer temperaturgesteuerten Regelung geschaltet werden . ( Hin – und Rücklauf; Stück ca. 90,- € )

 
Verwendeter Kfz-Schalter von Hella bei Conrad bestellt:


Artikel-Nr.:  702030 - LN

Damit die geförderte Kraftstoffmenge der Einspritzpumpe beim Rapsöl ausreicht, sollten die Energieverluste ( resultierend aus dem Strömungswiderstand ), die durch die höhere Viskosität entstehen, durch einen größeren Durchmesser der Kraftstoffleitung und gegebenenfalls mit einer Kraftstoffzusatzpumpe kompensiert werden. 

Des weiteren ist zu beachten:

  • Aufgrund der höheren Siedetemperaturen von Rapsöl und Biodiesel und der schlechteren Einspritzung bei kaltem Rapsöl kann dies zu einer Motorölverdünnung führen. ( besonders im Leerlauf, Kaltstart und Teillastbetrieb ) Ölwechselintervalle sollten auf jeden Fall eingehalten werden oder verkürzt werden und es ist zu empfehlen qualitativ hochwertige Motorenöle zu verwenden.

  • Bei Rapsöl verkürzen sich auch die Kraftstofffilterwechselintervalle, es ist zu empfehlen vor dem ersten Betanken mit Rapsöl diesen zu wechseln.
    ( Ein Filter der für Diesel noch geeignet ist, ist es noch lange nicht für Pflanzenöl. ) Da Rapsöl und RME andere chemische Eigenschaften besitzen als Diesel, lösen sie eventuell Ablagerungen aus dem Tank und ein erneuter Wechsel ist notwendig.

  • Die Vorglühanlage sollte vorher auf einwandfreien Zustand kontrolliert werden, um Startprobleme zu vermeiden. Alte Glühkerzen haben nicht mehr die gleiche Leistung wie neue. Eine defekte Glühkerze kann schon zu erheblichen Startproblemen führen. Da in der ESP durch Pflanzenöl höhere Drücke entstehen, kann der Einspritzpunkt verfrüht sein
    ( druckgeregelte Einspritzdüsen ), wodurch die Glühkerzen in Mitleidenschaft gezogen werden.

  • Der verwendete Kraftstoff (-gemisch) sollte Aufgrund der erhöhten Brandgefahr nicht über dem Flammpunkt erhitzt werden. Wenn man also z.B. aus bestimmten Gründen ( Urlaub etcetera ) auf den teueren Diesel zurückgreift, sollte man die Möglichkeit haben den Wärmetauscher mittels eines Absperrorgans oder eines Schalters außer Betrieb zu nehmen.

© 2001. All rights reserved by G. Grande