Verrußen bei Niedriglast

Diskutiere Verrußen bei Niedriglast im Motor, Antrieb & Tuning Forum im Bereich Technik; Hallo allerseits, ich hätte hier ein paar Verständnisfragen zum praktischen Betrieb von Dieselmotoren. Es ist ja hinlänglich bekannt, dass...

  1. #1 Dreitakter, 07.08.2009
    Dreitakter

    Dreitakter Frischling

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    Hallo allerseits,

    ich hätte hier ein paar Verständnisfragen zum praktischen Betrieb von Dieselmotoren.

    Es ist ja hinlänglich bekannt, dass Dieselmotoren bei länger anhaltendem Betrieb mit geringer Last und Drehzahl dazu neigen, im Brennraum und im Abgastrakt Ruß abzulagern. Dies führt unter anderem dazu, dass der Motor nicht mehr so gut "läuft", weil sein Gaswechsel behindert ist.

    1. Frage:
    Spielt dabei eigentlich auch eine Rolle, dass Einspritzdüsen, bzw. Injektoren verrußen oder verkoken?

    Ruft man nach einer längeren Phase mit Stadtverkehr und sparsamen Fahrten auf Landstraßen wieder eine höhere Leistung und Drehzahl ab, kann man bei Fahrzeugen ohne Partikelfilter anhand der dabei abgegebenen schwarzen Wolke gut sehen, wie viel abgelagerter Ruß dabei herausgeblasen wird. Nach einiger Fahrstrecke wird der Motor wieder "freier" und "läuft" besser, da der Ruß größtenteils beseitigt wurde und der Gaswechseln nun wieder ungehinderter stattfinden kann.

    2. Frage:
    Meine eigenen Erfahrungen basieren auf einem vollmechanischen Wirbelkammer-Diesel mit Euro 1 und einem vollelektronischen Direkteinspritzer-CR-Diesel mit Euro 3. Treffen die gemachten Schilderungen auf einen modernen CR-Diesel mit Euro 5 und geschlossenem Partikelfilter (ab Werk) noch genau so zu?

    Ich kann nicht richtig abschätzen, ob ein moderner Euro 5-Diesel innermotorisch überhaupt noch so viel Ruß erzeugt, dass nennenswerte, sprich den Gaswechsel behindernde, Rußmengen anfallen. Ferner kann sich dieser Ruß ja nur noch im Bereich Brennraum bis Partikelfilter anlagern. Danach logischerweise nicht mehr, so dass in diesem Bereich auch kein zusätzlicher Abgasgegendruck aufgebaut werden kann.

    3. Frage:
    Wie sieht die beste Strategie aus, einen (Euro 5-)Diesel-PKW einerseits spritsparend zu bewegen, andererseits dessen Motor nicht unnötig verrußen zu lassen, so dass seine Leistung gemindert ist und womöglich auch der Wirkungsgrad sinkt?

    Ich bin auch an sonstigen Anmerkungen, Ergänzungen und Berichtigungen zu dieser Thematik sehr interessiert und bedanke mich bereits im Voraus für alle Antworten!


    Viele Grüße,
    Dreitakter
     
  2. DOMMY

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    Hallo "Dreitakter" ;), das würde ich so nicht sagen.

    Es ist richtig, dass sich das Abspritzbild bei den (Zapfen)Düsen alter Reihen- und Verteilereinspritzpumpen-Diesel insbesondere bei sehr langsamen Drehzahlen verschlechterte, weil der Systemdruck dabei insgesamt absank. Gab man dabei auch noch viel Gas, dann erreichte man Ruszahl 4-5. Bei wenig Gas war es aber deutlich weniger Russ. Allerdings konnte sich dieser wegen der bei Niedriglast geringen Gasströmungsgeschwindigkeiten einfach nur besser im Auspuffsystem ablagern und wurde dann bei heftigerem Gasstoß praktisch "mit einem Schlag" wieder rausgeworfen. Von Gaswechselbehinderung würde ich da nicht sprechen.

    Einspritzdüsen verkoken tatsächlich zu einem gewissen Grad. Früher natürlich erst recht. Allerdings bildete sich um die Düse eine Art Kokstrichter, der mehr oder weniger im Gleichgewicht blieb. Bei wenig Abspritzdruck (also wenig Gas und niedrige Drehzahl) konnten sich diese Kokstrichter weiter aufbauen und brannten bei höherer Belastung einfach wieder ein Stück weit herunter. Bei Bahnmotoren, die viel in Teillast fuhren und neben dem Dieselruß auch einen gewissen Verrussungs-& Verölungsgrad durch unverbranntes Motoröl erreicht hatten, konnte man sogar die Abgassysteme zum Funkensprühen bringen. Hab ich als Kind immer fasziniert beobachtet, wenn die Dieselloks unter Vollgas diese Funken 10 Meter hoch in den Himmel warfen.

    Common Rail Motoren mit EURO 4/5 produzieren nur noch einen Bruchteil an Ruß. Da braucht man sich über Rußablagerungen an sich keinerlei Gedanken machen. Allerdings werden die Rußpartikel bei Teillast eher noch kleiner und können den Partikelfilter nachhaltiger verstopfen. Allerdings müsste ich mit meinem Auto schon am Stück 2500 km Autobahn mit Tempo 100 im größten Gang fahren.

    Oder immer Kurzstrecke mit Kaltlaufphasen. Da backt auch der grobere Ruß gut im Partikelfilter zu. Da bei meinem Fahrzeug die DPF-Regeneration eh immer "automatisch" durchgeführt wird, mache ich mir keinen Kopf.

    Allerdings kann ich bestätigen, dass auch meinem Auto (siehe Avatar) schon eine Spazierfahrt von 60 km reicht, dass ich den Eindruck bekomme, dass er dann "runder" läuft, als nach 40 x 10 km Kurzstrecke. Ob das aber wirklich mit verändertem Abspritzbild der CR Injektordüsen wegen Verkokung zu tun hat... ? Ich weiss nicht. Vielleicht ist es enifach die automatische Injektorsynchronisation, die auch immer wieder mal abläuft. (Gleichziehen der Einspritzbeginne). Oder der Kraftstoff verbrennt einfach nur besser (weniger Zündverzug), weil der Motor nach längeren Strecken besser durchgewärmt ist.

    Gruß-DOMMY
     
  3. #3 Dreitakter, 08.08.2009
    Dreitakter

    Dreitakter Frischling

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    Dreitakter
    Hallo DOMMY,

    vielen Dank für Deine interessante und ausführliche Antwort! Du scheinst über sehr fundiertes Wissen zu verfügen.


    Das muss bei Dunkelheit ein schönes Feuerwerk gegeben haben. Diese Special Effects hätte ich auch gerne beobachtet. Gerüchten nach sollen alte /8 dies auch beherrscht haben. Das konnte ich selbst jedoch noch nie beobachten - dazu bin ich zu jung.


    Heißt das, dass man tatsächlich bedenkenlos sparsam mit niedriger Drehzahl fahren kann und den Motor nicht von Zeit zu Zeit wieder "durchblasen" muss, damit er zu alter Kraft zurückfindet? Speziell bei meinem Euro 3-Diesel, ähnliche Leistungsklasse wie Deiner, war es schon deutlich zu spüren, dass er nach einigen km Volllast auf der Autobahn wieder spontaner und kräftiger Schub lieferte. Am Anfang einer solchen Volllastphase kam dann oft erstmal eine solche Wolke aus dem Auspuff, dass es für eine lokale Nebelwarnung gereicht hätte. :eek:

    Der Rundlauf verschlechterte sich allerdings auch im verrußten Zustand nicht.

    Eigentlich wollte ich noch die Zusatzfrage stellen, ob die Nacheinspritzung zur Filterregeneration auf Auslassventile, Abgastrakt, Turbolader, etc. eine ähnlich reinigende Wirkung hat wie Volllast - aber nach Deiner obigen Aussage erübrigt sich diese Frage ja im Prinzip. :)


    Viele Grüße,
    Dreitakter
     
  4. DOMMY

    DOMMY Crack

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    Hallo Dreitakter,

    Ja, normalerweise kann man bedenkenlos sparsam mit niedriger Drehzahl fahren. Wenn Dein Motor sich dabei irgendwie zusetzt, dann stimmt halt dessen Verbrennung nicht. Wenn ich meinen Diesel 2 Jahre am Stück immer nur schleichend bewegen würde, dann könnte ggf. der Leitapparat an der Turbine des Abgasladers verklemmen. Aber selbst wenn ich schleichen wollte, so wäre ja doch immer mal wieder ein Überholvorgang dabei oder sonstwann mal ein Gasstoß, wo der Leitapparat sich bewegt. (...sofern er eh nicht SW-seitig so programmiert ist, dass er bei jedem Start einmal automatisch auf und zu fährt. So macht man das z.B. bei den Abgasklappen der Schaltlader von Industriemotoren, damit die im Teillastbetrieb stillstehenden Lader keine Rattermarken an den Lagern der Laderwellen bilden.)
    Was wäre bei Dauerschleichen noch gefährdet? Ggf. könnten sich die beweglichen Teile in den Injektoren ungleich abnutzen, denn bei sehr niedriger Last (aber eher dann bei höheren Drehzahlen) laufen diese Teile im "ballistischen Bereich". (Heisst, dass sie nicht ganz an den Offen-Anschlag fahren und immer irgendwo auf halb geöffneter Strecke wieder zum Schließvorgang ansetzen.)

    Was wirklich schlecht für einen Motor ist, ist das "Durchblasen", sprich mal gerade auf die Autobahn und dann gleich Vollgas. Wenn ich meinen Motor nach ewig langer Zeit extremer Niedriglast und extrem viel Kurzstrecken anständig "freifahren" wollte, bedarf es keines Vollgas. Einfach nur mal 1 h Landstrasse mit 80-100 km/h und im Anschluss dann 1 h mit 120 km/h und dann noch eine weitere mit 140 km/h und noch eine Stunde mit 160 km/h. Kolben, Brennräume und Abgassystem würde dabei schon richtig "blank" werden. Wo sich allerdings immer gerne Ölkohle ansetzt, dass ist im Feuersteg der Kolben. Hier ist Kolben und Zylinder-Honung sogar richtig gefährdet, wenn man mit einem "zugesetzten" Motor mal gerade auf die Autobahn fährt und dann Volldampf gibt. Diese Sachen die waschen sich, wenn überhaupt, nur mit stundenlanger Fahrt mit -bei meinem Auto- um die 140 km/h und mit sauberem Motoröl mit vielen unverbrauchten "Waschaktiven Substanzen" ab. (Mir fällt gerade nicht ein, wie diese "richtig" heissen.)

    Späteinspritzung hebt die Abgastemperatur an. Hohe Abgastemperatur hat sicher eine reinigende Wirkung auf Auslassventile, Abgastrakt, Turbolader, etc. , insbesondere, wenn noch genug Restsauerstoff da ist. Bei "Vollgas" ist der Restsauerstoffanteil eher geringer, als z.B. bei 3/4 Gas. Das Abbrennen beschleunigt sich automatisch beim kurzen Gaswegnehmen, da man ja nicht dauernd gleich schnell fahren kann. Grundsätzlich zehren richtig hohe Abgastemperaturen an der Lebensdauer von Ventilen, Kolben, Lader. Also wenn man Vollgas fährt. Aber auch bei der Partikelfiltergeneration leiden die Teile noch zu einem gewissem Grad, weil ja bewußt hohe Abgastemperatur provoziert wird. Dafür sind sie aber ausgelegt. Normale Fahrzeugnutzung und Auto-Lebensnutzungsdauer vorausgesetzt.

    Was man auch nicht unterschätzen sollte ist, dass sich im Abgastrakt richtige Brocken lösen können, wenn man einen zugesetzten Motor mal gerade freiblasen will. Das tut allen Motorteilen weh. Insbesondere Kolben, Ventilen, den schnell drehenden Laderschaufeln und last not least auch dem Partikelfilter, den dies Brocken ja dann auch treffen. Deshalb beherrsche ich mich immer erst mal, wenn ich auf die Autobahn fahre. Klar, bei meinem Motor kann ich nach einiger Zeit dann auch entspannt 180 fahren, ohne dass der Motor "Vollgas" sehen muss.

    Gruß - DOMMY
     
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