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Cetanzahl




Die Cetanzahl ist ein Wert, der die Zündwilligkeit von Dieselkraftstoff beschreibt – je höher, desto zündwilliger. Je mehr unverzweigt aufgebaute Kohlenwasserstoffmoleküle anteilig im Kraftstoff enthalten sind, desto leichter entzündet er sich selbst. Dieses Verhalten ist bei Dieselmotoren erwünscht und eines der Funktionsprinzipien.

Inhaltsverzeichnis

Definition


Die Cetanzahl (CZ) eines Kraftstoffs gibt an, dass sich dieser genauso verhält wie ein Gemisch von n-Hexadecan (die alte Bezeichnung für Hexadecan ist Cetan) und 1-Methylnaphthalin mit dem angegebenen Volumenanteil Cetan. Ein Gemisch aus 30 % zündfreudigem Hexadecan (Cetan) und 70 % zündträgem Methylnaphthalin hat die Cetanzahl 30.

Statt 1-Methylnaphthalin wird auch das synthetisch zugängliche 2,2,4,4,6,8,8-Heptamethylnonan mit einer Cetanzahl von 15 als zündfähiger Treibstoff verwendet.

Auswirkungen


Durch eine niedrige Cetanzahl kann der Zündverzug (die Zeit vom Einspritzen in den Zylinder bis zum Entzünden) zu hoch werden, sodass durch die schlagartige, explosionsartige Verbrennung ein lautes Verbrennungsgeräusch entsteht („Nageln“). Gewünscht ist jedoch keine Explosion, sondern eine kontrollierte, gerichtete Verbrennung. Neben der Einschränkung des Fahrkomforts sowie der Lärmbelastung der Umgebung wird der Motor durch das Nageln zudem unnötig hoch belastet, ebenso verschlechtern sich die Abgaswerte.

Das sogenannte „Kaltlaufnageln“, welches nach dem Kaltstart eines Dieselmotors anfänglich auftritt, ist harmlos.

Cetanzahlanhebung


Dem Dieselkraftstoff können Tetranitromethan (stark krebserregend), Amylnitrat, Acetonperoxid (hochexplosiv, heute nicht mehr in Verwendung), Di-tert-butylperoxid oder 2-Ethylhexylnitrat zugegeben werden, um die Cetanzahl zu erhöhen und somit die Zündwilligkeit zu verbessern. Allerdings sind damit Nachteile wie erhöhte Giftigkeit, schlechtere Lagerstabilität und Mehrkosten verbunden.

Bestimmung der Cetanzahl


Die Bestimmung der Cetanzahl erfolgt in Deutschland gemäß der DIN 51773. Dazu wird ein spezieller Motor, der BASF-Motor oder CFR-Motor, verwendet. Die Zündwilligkeit wird bei einem definierten gleich bleibenden Zündverzug bestimmt. Der Zündverzug ist die Zeit zwischen dem Einspritzen und der Selbstentzündung des Kraftstoffes. Beim Testmotor geschieht dies durch Verändern der Ansaugluftmenge welche wiederum den Verdichtungs- und Verbrennungsdruck bestimmt. Als Kontrollkraftstoffe kommen Dieselkraftstoffe bekannter Cetanzahl zum Einsatz. Deren Cetanzahl ist über Vergleichsmessungen mit anderen Motoren vorher ermittelt worden. Der Kontrollkraftstoff wird nur eingesetzt zur Überprüfung des motorischen Zustands des Prüfmotors.

Der Prüfmotor besitzt folgende Besonderheiten zur Bestimmung der Cetanzahl:

Nach kompletter Durchführung erhält der Kraftstoff eine Bezeichnung:

Gerade bei Kraftstoffen und Kraftstoffgemischen mit hoher Zündunwilligkeit (Diesel-Alkohol-Gemische) oder bei Kraftstoffen mit stark veränderter Viskosität (Rapsöl) führt die Bestimmung der Cetanzahl nach DIN EN ISO 5165 (Prüfverfahren mit dem CFR-Motor) zu Unstimmigkeiten. Neuere Prüfverfahren werden vorgeschlagen (Fuel Injection Analyzer der Firma Fueltech AS in Trondheim, Norwegen im Falle von Rapsöl).

Anwendungen


Alte Dieselmotoren können mit Cetanzahlen ab 40 betrieben werden, moderne schnelllaufende Dieselmotoren benötigen jedoch Cetanzahlen ab 50. Die Cetanzahl von Kraftstoffen im Markt liegt heute bereits zwischen 51 und 56.[1] Motorenhersteller fordern eine generelle Erhöhung auf 58.

Winterdiesel hat tendenziell eine niedrigere Cetanzahl, da beim Winterdiesel wegen der notwendigen Kälteeigenschaften auf höhersiedende Komponenten teilweise verzichtet werden muss.

Diverse Mineralölfirmen bieten Premium-Kraftstoffe mit erhöhten Cetanzahlen an.

Siehe auch


Literatur


Weblinks


Wiktionary: Cetanzahl – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise


  1. van Basshuysen, Schäfer: Handbuch Verbrennungsmotor; S. 806; Vieweg-Verlag, Wiesbaden 2007. ISBN 978-3-8348-0227-9.



Kategorien: Kraftstofftechnik | Größe (Maschinenbau) | Referenzgröße



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