Warum rußt der Diesel?

Von: , Frage gestellt am Fr, 7. Dez 2007

Hallo,
wie ich jetzt erfahren habe, haben auch Diesel einen Katalysator um die Stickoxide wieder zurück zu wandeln.
Benziner haben ja eine Drosselklappe um die Stoffmenge an Sauerstoff zu regulieren.
Haben die Diesel das auch? Weil ich habe auch gelesen, dass ein Diesel immer mit konstanter Luftmenge arbeitet und dann würde im Kat ja immer ein Sauerstoffüberschuss entstehen und die Stickoxide würden zu viele Sauerstoffatome finden und so sich nicht zu einem Stickstoffmolekül verbinden.

Wenn dem aber so ist, warum rußt dann der Diesel so arg?
Erstens wäre doch genug Sauerstoff da, dass aller Kohlenstoff verbrennen könnte.
Liegt das an der Größe der Moleküle, dass die Reaktionsoberfläche einfach zu gering ist und die C-Atome kein Sauerstoff finden in der kurzen Zeit oder ist der Diesel so heiß, dass sich das Kohlenstoffdioxid wieder aufspaltet?

Vielen Dank für Antworten
Tim

20 Antworten zu dieser Frage

    • Antwort von nach 19 Stunden 0 hilfreich
      Re^2: Trotzdem noch eine kleine Frage

      Hallo, http://de.wikipedia.org/wiki/Dieselru%C3%9F#Entstehu...
      Sehr informative Seite
      Danke Kleiner Tip : vorher dort mal nachschauen, erspart dir manche
      Nachfrage hier.
      Du weißt doch selber wie das ist, ich bin leider nicht drauf gekommen, bei Wiki mal "Dieselruß" einzugeben.

      Also so weit ich das jetzt da rausgelesen habe, entsteht der Ruß also aufgrund der nicht besser erreichbaren Verteilung und Zerstäubung des Dieselkraftstoffs. Vielleicht auch, weil die Moleküle so groß sind und sich in die Umgebung nicht so viel Sauerstoff befinden kann.

      Ein Benzin-Direkteinspritzer braucht ja auch einen Luftüberschuss, wie ein Diesel.
      Warum aber braucht ein Benziner ohne Direkteinspritzung keinen Luftüberschuss, sondern der Sauerstoffbedarf kann mit der Drosselklappe genau eingestellt werden?

      Ist der Kraftstoff bei einer Direkteinspritzung nicht lang genug im Brennraum, ist damit nicht aufgeheizt genug und man braucht mehr Sauerstoff, damit die Reaktion schneller in Gang kommt?
      Weil wenn man bei einem Benziner mit Sauerstoffüberschuss arbeitet, dann wird ja die Katalysatortechnik erheblich aufwendiger.

      Ich meine der Vorteil der Direkteinspritzung ist doch der, dass man den Kraftstoff dann dazu gibt, wenn er gebraucht wird, zum Beispiel spritzt man zur Zündkerze und nach der Zündung in den Rest des Brennraumes, dadurch werden doch die Verluste gering gehalten, die entstehen würden, wenn der Kraftstoff einfach so im Brennraum ist und aufgrund der Hitze zu früh reagieren würde.

      Stimmt das so?

      • Antwort von nach einem Tag 0 hilfreich
        Re^3: Eine kleine Antwort

        Hallo Tim, Also so weit ich das jetzt da rausgelesen habe, entsteht der
        Ruß also aufgrund der nicht besser erreichbaren Verteilung und
        Zerstäubung des Dieselkraftstoffs.
        Genau so ist es. Vielleicht auch, weil die Moleküle so groß sind und sich in die
        Umgebung nicht so viel Sauerstoff befinden kann.
        Ob das jemand als Grund der Rußbildung experimentell untersucht hat, das weiss ich nicht. Und wenn's so wäre, könnte man nix daran ändern. Ein Benzin-Direkteinspritzer braucht ja auch einen
        Luftüberschuss, wie ein Diesel.
        Wiki : http://de.wikipedia.org/wiki/Direkteinspritzung Warum aber braucht ein Benziner ohne Direkteinspritzung keinen
        Luftüberschuss, sondern der Sauerstoffbedarf kann mit der
        Drosselklappe genau eingestellt werden?
        Die Vermischung/Verstäubung erfolgt (zeitig genug vor der Zündung) bereits im Saugrohr. Ist der Kraftstoff bei einer Direkteinspritzung nicht lang
        genug im Brennraum, ist damit nicht aufgeheizt
        nicht gut genug vermischt/verstäubt. Problematisch bei der Direkteinspritzung ist's wenn der Kraftstoff beim Einspritzvorgang gegen Wandungen des Brennraumes kommt (was schon passieren kann) und dort sich niederschlägt.
        Das Problem ging man an mit einer druckluftunterstützen Direkteinspritzung (Orbitalsystem), siehe auch den Wiki-Link. Ich meine der Vorteil der Direkteinspritzung ist doch der,
        dass man den Kraftstoff dann dazu gibt,
        Siehe Wiki : "Durch die direkte Einspritzung kann eine Ladungsschichtung erreicht werden, was insbesondere im Teillastbereich den Wirkungsgrad erhöht." wenn er gebraucht wird, zum Beispiel spritzt man zur Zündkerze
        und nach der Zündung in den Rest des Brennraumes, dadurch werden doch die
        Verluste gering gehalten, die entstehen würden, wenn der
        Kraftstoff einfach so im Brennraum ist und aufgrund der Hitze
        zu früh reagieren würde.
        Siehe Wiki : "Im Ottomotor muss die Gemischbildung zum Zeitpunkt der Zündung abgeschlossen sein, um eine gleichmäßige Verbrennung zu gewährleisten."
        Gruß
        Karl

        P.S.: Bei deiner detailierten Wissbegierde solltest du (später) Maschinenbau studieren, Fachrichtung Kolbenmaschinen. Solche Leute braucht das Land.

      • Antwort von nach 2 Tagen 0 hilfreich
        Re^3: Trotzdem noch eine kleine Frage

        Ein Benzin-Direkteinspritzer braucht ja auch einen
        Luftüberschuss, wie ein Diesel.
        Er braucht ihn nicht. Man will aber die Drosselklappenverluste minimieren, das Ziel ist also: Den Frischluftstrom möglichst nicht beschränken. Warum aber braucht ein Benziner ohne Direkteinspritzung keinen
        Luftüberschuss, sondern der Sauerstoffbedarf kann mit der
        Drosselklappe genau eingestellt werden?
        Man muss dazu wissen, dass der Benziner ein Benzin-Luft Gemisch durch einen Funken zündet. Wenn nun (z.B. im Leerlauf) volle Pulle Luft eingelassen wird, in der sich nur minimal Benzin befindet, dann hat man ein Problem:
        Unterhalb einer bestimmten Konzentration zündet das Zeugs einfach nicht. Nur innerhalb eines bestimmten Bereichs des Mischungsverhältnisses ist das Gemisch explosionsfähig.
        Also soll die Drosselklappe so eingestellt sein, dass sich ein optiml verbrennendes Gemisch bildet.

        Beim Benzin-Direkteinspritzer ist es anders.
        Dort wird durch geschickte Führung der Gase dafür gesorgt, dass sich direkt an der Zündkerze eine kleine Blase zündfähigen Gemisches befindet, während außen herum nur heiße Luft ist. Dies nennt sich "Schichtung". Ich meine der Vorteil der Direkteinspritzung ist doch der,
        dass man den Kraftstoff dann dazu gibt, wenn er gebraucht
        wird, zum Beispiel spritzt man zur Zündkerze und nach der
        Zündung in den Rest des Brennraumes, dadurch werden doch die
        Verluste gering gehalten, die entstehen würden, wenn der
        Kraftstoff einfach so im Brennraum ist und aufgrund der Hitze
        zu früh reagieren würde.
        Man will hier Drosselklappenverluste klein halten, aber trotzdem ein zündfähiges Gemisch haben. Wenn beim Benziner das Gemisch vor der Zündung von alleine zündet (minderwertiger Kraftstoff mit niedriger Oktanzahl tut sowas), dann bekommt der Kolben in der Aufwärtsbewegung einen Schlag der Explosion entgegen gehauen. Das ist sehr schädlich, man nennt das "Klopfen". Schau mal hier:
        http://de.wikipedia.org/wiki/Klopfen_%28Verbrennungs...
        Hochverdichtende Motoren (die haben einen besseren Wirkungsgrad) laufen also stets Gefahr, zu klopfen. Abhilfe schafft ein möglichst schlecht selbstentzündlicher Kraftstoff mit hoher Oktanzahl.

    • Antwort von nach 2 Tagen 0 hilfreich
      Re^2: Schau mal in Wikipedia ..

      Hallo

      Warum bei schlechter Kompression (Alter!) der Rußausstoß höher wird, wird dort leider, glaube ich, nicht gekläärt; Es sei denn, ich habe es überlesen (Hab es gelesen.).

      Oder ist dem gar nicht so?

      Grüße, Michael; Hof / Saale [Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

  1. Antwort von nach 2 Tagen 0 hilfreich
    Re: Warum rußt der Diesel?

    Haben die Diesel das auch?
    Manche haben eine Drosselklappe, die allerdings nur zum Schnellen abstellen des Motors benutzt wird. Ich habe auch mal gelesen, dass bei einigen Motoren zur Anhebung der rückgeführten Abgasmenge diese Klappe ein wenig die Frischluft drosselt, während das Abgasrückführungsventil öffnet. Weil ich habe auch gelesen, dass
    ein Diesel immer mit konstanter Luftmenge arbeitet
    Na ja, dem war mal so. Ein Diesel ist heutzutage meist ein Turbodiesel und wird demanch mit unterschiedlichem Druck beschickt, hinzu kommt noch die Abgasrückführung. und dann
    würde im Kat ja immer ein Sauerstoffüberschuss entstehen und
    die Stickoxide würden zu viele Sauerstoffatome finden und so
    sich nicht zu einem Stickstoffmolekül verbinden.
    Also es ist fast richtig, vielleicht etwas unglücklich ausgedrückt.
    Da immer zu viel Sauerstoff vorhanden ist, verbinden sich Stickstoff und Sauerstoff zu Stickoxiden. Diesel sind deshalb echte Stickoxid-Schleudern! Um das zu minimieren, wird je nach Belastung eine gewisse Menge Abgas zurück geführt. Dadurch sinkt der Sauerstoffüberschuss und die Verbrennungstemperatur. Wenn dem aber so ist, warum rußt dann der Diesel so arg?
    Erstens wäre doch genug Sauerstoff da, dass aller Kohlenstoff
    verbrennen könnte.
    Beim Benziner wird der Kraftstoff gasförmig verbrannt (sic: VERGASER).
    Diesel verdampft aber nunmal nicht so leicht, deshalb will man möglichst feine Tröpfchen einspritzen, die dann rußärmer verbrennen.
    (Leider wird dadruch nicht nur weniger, sondern auch feinerer Ruß produziert, welcher widerum besser lungengängig ist).

    Ganz besondere Rußschleudern sind "getunte" Diesel (wo zu viel Diesel eingespritzt wird) und ältere Motoren mit geringer Kompression.

  2. Antwort von nach 2 Tagen 0 hilfreich
    Re: Warum rußt der Diesel?

    Hallo, Wenn dem aber so ist, warum rußt dann der Diesel so arg?
    Erstens wäre doch genug Sauerstoff da, dass aller Kohlenstoff
    verbrennen könnte.
    Das liegt an der Abstimmung der Einspritzmenge proportional zum Lastzustand. Ruß ist ein Anzeichen sauerstoffarmer Verbrennung.

    Bei den alten Vorkammerdiesel hatte man eine mechanische Einspritzpumpe, die nur in etwa darauf abgestimmt werden konnte, also mit wenigen Parametern.

    Bei den neuen elektronisch gesteuerten Direkteinspritzerturbodiesel ist es ein "nebeneffekt" das Rußen, wenn die Autohersteller den Motor zu "sportlich" also mit viel Leistung auf wenig Hubraum abstimmen.

    Der sparsamste Diesel ist eigentlich der Direkteinpritzende Saugdiesel mit elektronischer Einspritzsteuerung.

    Man könnte rein theoretisch mit sehr "magerer" Einstellung und einem Turbodiesel das gleiche realisieren, nur geht dann das gezetere los, wenn die Autotzeitschriften beim Fahrzeugtest "Durchzugsschwäche untenrum" etc. bemängeln. Da will ja kein Autohersteller hintenanstehen.

    Im übrigen ist eine mangelhafte Kompression beim Diesel auch rußbildend, denn dann wird die Luft unzureichend komprimiert, erhitzt sich ungenügend und dann wird mit zuviel Diesel zu kalt verbrannt.

    gruß
    dennis

    • Antwort von nach 2 Tagen 0 hilfreich
      Re^2: Warum rußt der Diesel?


      Der sparsamste Diesel ist eigentlich der Direkteinpritzende
      Saugdiesel mit elektronischer Einspritzsteuerung.



      wenn ich nmal bei vw reinschaue, sind aber die turbodiesel sparsamer.

      • Antwort von nach 3 Tagen 0 hilfreich
        Re^3: Warum rußt der Diesel?

        Hallo, wenn ich nmal bei vw reinschaue, sind aber die turbodiesel
        sparsamer.
        Hm. Komisch. gebe zu dies nicht kontrolliert zu haben. wobei ich den prospektwerten sowieso nichts glaube.

        ich hatte in meinem einjährigen berufsleben als fahrdienstleiter eines 6 Busse Betriebshofes auch zwei sauger und als referenzwert die verbräuche der baugleichen Turbomodelle:

        Sauger: 33l /100km Turbo: 42l / 100km

        gruß
        dennis



Keine passende Antwort gefunden? Jetzt eigene Frage stellen!