Schnaps im Sprit

[Q_Big]

Zitat von Werner Schulte

Apropos Lambda-Sonde abziehen. Ich wette, dann blinkt er. Gleich morgen mal ausprobieren . . .doch halt, ich sehe zwei Kabel. Eins vor dem Kat, eins dahinter. Hat der Sirion zwei Sonden? oder wird da noch Temperatur gemessen? Welches soll ich abziehen?


Gruß

Werner Schulte

2 Sonden, eine vor und eine nach Kat. Die zweite Sonde ist eine sogenannte Monitorsonde mit welcher das Steuergerät Abweichungen, z.B. bei Katausfall, erkennen soll.

Blinken der Efi signalisiert Zündaussetzer, welche, vereinfacht gesagt, am sich ändernden Widerstand der Zündkerzen erkannt werden.

[bluedog]

Zum Gemisch:

@Werner Schulte: Wie genau ist das verwendete Messgerät bei der O2 Messung?

Bei mir hört sich der Motor nämlich an, wie damals, als die Benzinpumpe zu wenig Sprit lieferte. Vor allem oben rum. Also: Nach Gehör klingt das zu mager. Allerdings geht davon die Welt nicht unter, und der Motor läuft mit dem Schnaps seidenweich. Auch, nachdem ich heute nochmals 9.9l E85 oben drauf gekippt hab. Der nächste Kaltstart wird sich schrecklich anhören... aber warm gehts dann ganz gut.

[Werner Schulte]

Moin,

ein Orsat-Gerät ist was ganz primitives und nur so genau, wie es vom Laboranten bedient wird. Regulär wird eine Gasmenge von 100 ml durch die verschiedenen Chemikalien geleitet und dann geschaut, wieviel ml durch welche Substanz absorbiert bzw. chemisch gebunden werden. Man kann das ziemlich weit treiben. So gibt es z.B. Indikatorflüssigkeiten, die sich einfach nur verfärben, wenn z.B. noch Restsauerstoff im Abgas ist.

So etwas hatte ich aber vor drei Wochen nicht und das wäre auch nicht mein Ansinnen gewesen. Ein paar ppm Sauerstoff findet man garantiert in jedem Abgas, aber hier ging es ja um die Frage, läuft der Motor echt zu mager, weil nicht genug eingespritzt werden kann, oder liegt mit Schnaps die Stöchiometrie noch im regulären Kennfeld der Motorelektronik. Hieße also, wenn der Motor zu mager ist, müßte man hinten echte Anteile messen können.

Ich erinnere mich noch sehr gut an die Messungen des BMW 635 CSI aus den 70/80er Jahren. Diese Maschine mit ihren damals gewaltigen 240 PS lief mit einem Luftüberschuß von 1,2 !! Das war also ein absoluter Magermotor, damals sozusagen der Höhepunkt der Kraftstoffausnutzung und Umweltfreundlichkeit. Das Thema Kat war noch keins und Stickoxide galten noch als Düngemittel, die bei jedem Gewitter zuhauf erzeugt werden.

Wir haben seinerzeit eine ganze Reihe Fahrzeuge abgasseitig gemessen. Es gab noch keine ASU oder AU, sondern die Raffinerie, in der ich als Student gearbeitet habe, wollte Methanol für Autos im ganz großen Stile vorantreiben. Es war das berühmte Projekt M100 (hat der eine oder ander vielleicht schon mal gehört)

Unter anderem ging es um die Frage, ob dieser Kraftstoff nicht zu gefährlich sei und zu umweltbelastend. Wir haben also Autos mit Benzin gemessen (damals noch bleihaltig) Die gleichen Fahrzeuge mit Methanol etc. und das ganze dann verglichen. Ethanol war auch gelegentlich untersucht worden aber mein damaliger Arbeitgeber hatte daran wenig Interesse. Es galt, die neu gebaute, supermoderne Methanolanlage so richtig auszulasten. Sie produzierte den Holzschnaps aus Abgasen einer anderen Anlage, die wiederum als Grundstoff Braunkohle verarbeitete. Die Zeichen standen damals auf Ölkrise in einer Form, die sich die Joungster heute nicht vorstellen können.

Soll nicht abwertend gemeint sein, aber zu unserer Zeit waren Sonntags die Straßen leer : Fahrverbot. Wir sind mit den Fahrrädern die Autobahn von Bonn nach Köln gefahren und fandens cool (hieß damals: dufte ).

Als der Kat kam und alle bereits getätigten Ingenieurleistungen in Sachen Magermotor und Benzin sparen dicke Ohrfeigen bekamen, war die Zeit einfach anders. Der Name "bleifrei" war in aller Munde, besonders in Politikermunde, und niemand hat gefragt, was denn nun anstelle des Bleis im Sprit sei => Substanzen, die weitaus gefährlicher sind als das bißchen Blei. Das Blei wurde ja nicht eliminiert, weil es Mensch und Tier und Pflanze umbringt, sondern einzig und allein, weil es den Katalysator zusetzt - ein Katalysatorgift eben.

Das haben damals auch die VW-Ingenieure sehr deutlich gesagt, es hat ihnen nur keiner richtig zuhören wollen.

Und so verbrauchten plötzlich alle Motoren wieder mehr Sprit - wegen der Stöchiometrie. Auch die Stickoxide wurden schnell zu Bösewichtern erklärt, weil man mit den Lambda-Sonden einfach nicht besser messen und regeln kann. So hatte alles wieder seine Ordnung und nichts mußte wirklich richtig geändert werden. Die Kunden klebten sich "Kat" hinten drauf und brausten wieder los. Benzin sparen, wer will das?????

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bluedog, zu Deinen Versuchen mit E85 vielleicht doch noch ein paar Erläuterungen:

Die Motorelektroniken arbeiten schon lange nicht mehr statisch, d.h., es werden weitaus mehr Parameter ausgewerten und neu gesetzt, als nur die reine Gemischskurve über die Drehzahl und Belastung.

Durch Öffnen der Drosselklappe kommt es im Saugbereich zu einem Druckanstieg. Dieser wird ständig gemessen und aufgrund des Signals wird die Einspritzmenge erhöht. Das geht zunächt mal auf blauen Dunst ("Festprogramm"), wird aber bald mit den im Abgas gemessenen Werten korrigiert. Lambda-Sonden sind extrem schnell. Halt mal an eine alte Sonde einen Gasbrenner und legen eine normales Voltmeter an. Kaum ist das Ding richtig heiß, zeigt es dir 1 Volt, sobald Sauerstoff dran kommt. Halte die Flamme genau drauf, und die Anzeige verschwindet. Gehe mit dem Brenner nur ein bißchen zur Seite und - schwupps, Anzeige wieder da. Das geht quasi ohne Totzeit. Ich hab das mal mit einer Sonde ausprobiert, die vom Marderbiß heimgesucht war und auf Versicherung ersetzt wurde - macht Spaß

Wenn also jetzt beim Druckanstieg und beim Zudosieren herauskommt, daß noch Sauerstoff im Abgas war, dann wird beim nächsten "Gasaufreißen" eben mehr eingespritzt. Solange muß die Elektronik sich gedulden, weil sie keine Vergleiche hat. Mißt sie hingegen gar keinen Sauerstoff, auch schon an der ersten Sonde vor dem Kat nicht, wird sie beim nächsten Mal weniger dosieren.

Das geht so über viele Ableitungen hinweg. Ich kann nicht genau sagen, über wieviele, aber die Tüftler haben schon das gesamte Spektrum des Fahreinsatzes von sportlich bis gemütlich berücksichtigt.

Die reine Drucksonde reicht aber nicht, weil sie nicht schnell genug ist. Leichtes Verschlucken wäre immer noch die Folge. Also wird die Verstellung der Drosselklappe selber mit hinzugenommen. Immerhin schneidet die Elektronik sofort mit, daß sich was bewegt. Da hat der Druckmesser es noch nicht bemerkt. Nun kommt der nächste Parameter: beim welcher Verstellgeschwindigkeit über welchen Drehwinkel bei welcher Drehzahl dosiere ich wieviel dazu, damit es sauber läuft?

So! Man darf also ohne esotherisch zu wirken sagen: der Motor muß sich erstmal gewöhnen. Die Parameter müssen neu gesetzt werden. Fahre mal mit einer starken Mischung einfach weiter. Du wirst Dich wundern, wie der Wagen jeden Tag besser damit fährt. Bis er sich gar nichts mehr anmerken läßt.

Nur das schlechtere Anspringen, das bleibt. Da hilft die beste Elektronik nichts.


Viel Text, ich bedanke mich für die Aufmerksamkeit




Gruß

WS

[bluedog]

Danke für die Erläuterungen.

Klingt alles für mich soweit stimmig. Auch wenn ich ehrlichgesagt nicht so recht glauben mag, dass die Werte für die Gemischbildung über mehrere Tage hinweg gespeichert werden... Aber wie dem auch sei, eine Gewisse Gewöhnung an den Schnaps ist nicht von der Hand zu weisen. Erst einmal, weil ich eine inzwischen recht heftige Mischung problemlos fahre. Abgesehen von einem Beschleunigungsvermögen, das soviel zu wünschen übrig lässt, dass man ein solches Auto so niemals erfolgreich für Ethanolbetrieb verkaufen könnte, fällt im Fahrbetrieb nichts negativ auf. Allerdings: Hier kommt mir der Wandler zu gute, der dann eben im gleichen Gang bei gleicher Geschwindigkeit ein paar hundert umdrehungen mehr zulässt. Mit einem Handschalter würde man den Unterschied noch deutlicher merken müssen, denn damit fährt man ja normalerweise noch zusätzlich mit viel viel weniger Drehzahl, als die Automatik.

Anfänglich hatte ich schon bei kurz über 20% Schnaps im Tank fast noch heftigere Symptome bemerkt.

Was allerdings für eine "lernende" Motorsteuerung sprechen könnte: Auch bei zuweilen sehr heftigen Mischungen bisher noch keine Fehlermeldung! Wenn das so bleibt, werd ich mal irgendwann das Zeug mehr oder minder pur einfüllen, und sehen, wies läuft. Wenn das Fahrzeug fahrbar bleibt, und die Motorsteuerung sich nicht beschwert, werd ich dann auf den Stress mit dem Mischen verzichten.

Was auch in die gleiche Richtung deutet: Als ich auf dem Weg zum Treffen wieder auf Benzin (aus dem Normalbenzinhahn) umgestellt habe, weil ich erstens auch mal Vollgas fahren wollte, wenns schonmal erlaubt ist, und weil andererseits an Autobahntankstellen auch gar KEIN E85 verkauft wird, hörte sich der Motor wieder anders an. Das Motorgeräusch klang dann eher so, als würde der Motor wieder eher zu fett betrieben, und ein Zug am Gashebel, und wenns auch nur ganz leicht war, bewirkte sofort einen fast überwältigenden Vortrieb.

...Was mich dann wieder zu der Annahme führt, dass weniger die Motorelektronik sich umstellt, als dass sich vielmehr der Fahrer recht schnell umgewöhnt. Alles andere schiebe ich auf den Regelbereich fürs Gemisch und eine doch sehr grosse Fehlertoleranz der Elektronik, bevor es zu Fehlermeldungen kommt. Jedenfalls solange, wie allenfalls der Motor nur etwas zu mager läuft, sonst aber alles so funktioniert, wie das die Motorelektronik erwartet.

Staunen würd ich ja, wenn am Ende Rauskäme, dass ich E85 auch pur tanken kann, ohne dass sich die Elektronik beschwert. Wenn Du mit der "lernenden Gemischaufbereitung" Recht haben solltest, könnte das durchaus funktionieren, sofern man nicht schlagartig umstellt.

Übrigens gingen mir genau die gleichen Gedankengänge bezüglich Kat und Lambda-Regelung durch den Kopf, wie Du sie geschildert hast. Der Kat hat wohl eher was gegen ein zu fettes Gemisch, als gegen ein zu mageres. Wenn zu mager, darf man dann halt einfach nicht mehr erwarten, dass die Abgaswerte noch ganz genau stimmen.

Der Motor an sich verträgt auch ein Zu mageres Gemisch wohl nicht schlecht, eben aus der Überlegung heraus, dass man vor dem Zeitalter des Kat generell eher etwas magerere Gemische fuhr, und das auch gut ging.

Ich wusste das deswegen, weil meine Eltern solange ich mich zurückerinnern kann, immer Gebrauchtwagen fuhren. Und da man in der Schweiz bis etwa Mitte der Achziger Jahre genötigt war, sogar ab Werk verbaute Katalysatoren auszubauen, weil man die Autos MIT dem Kat nicht zugelassen bekam, Erinnere ich micht noch gut daran, als mein Vater den ersten Katalysatorwagen gebraucht kaufte. War dann zugleich der erste Einspritzer in der Familie... Ich erinnere mich noch vage an die Erklärungen des Händlers, dass der Kat etwas Leistung koste, und man mit einem etwas höheren Verbrauch zu rechnen habe, da für den Kat das Gemisch quasi künstlich angefettet werden müsse. Ausserdem solle man zum Anlassen, weil Einspritzer, in keinem Fall Gas geben...

Heisst im Klartext: Motoren ohne Kat laufen für heutige Verhältnisse zu mager. OHNE dass es dewegen mehr Motorschäden gegeben hätte.

Eine Frage drängte sich mir seither mit fortschreitendem Wissenstand immer mehr auf, ohne dass ich bis zum heutigen Tag eine schlüssige Erklärung dafür finden konnte: Warum braucht der Kat ein fetteres Gemisch? Nach allem was ich bisher weiss, wurde der Eingeführt, um aus dem Atemgift CO, welches im Abgas eben ohne Kat vorkommt, CO2 zu machen, das zwar ein Treibhausgas, aber an sich ungiftig ist, es sei denn, die Luft enthalte ein zigfaches zuviel davon.

Um aus CO CO2 zu machen, braucht man aber vor allem Sauerstoff. Fettet man nun aber das Gemisch an, so müsste meinem Verständnis nach eher MEHR CO entstehen, da dann im Verhältnis zum vorhandenen Brennstoff weniger Sauerstoff im Gemisch ist. Verbrennung unter Sauerstoffmangel führt aber meinem bescheidenen Grundverständnis von Chemie nach zu MEHR CO im Abgas. Also macht man eigentlich dem Kat nur noch mehr Arbeit, als der ohnehin schon hätte, wenn man das Gemisch anfettet.

Wie passt das mit der Tatsache zusammen, dass man extra wegen dem Kat das Gemisch anfetten muss???

Kann mir da einer auf die Sprünge helfen? Ich blicke da nicht durch!

[Werner Schulte]

Moin,

der Sprung ist leicht getan. Wenn Du einen Motor mit Luftüberschuß betreibst, finden bei den hohen Verbrennungstemperaturen auch Stickstoffmoleküle den Weg zum Sauerstoff ==> es bilden sich NOxe, die auch schon mal schnell mit Dioxinen verwechselt werden. Kurz gesagt, die Gefährlichkeit von NOxen halte ich nicht für groß, aber sie sind nunmal ein Umweltgift.

Betreibst Du den Motor fetter, so fehlen die Reaktionspartner einfach. Der Stickstoff geht leer aus und bleibt, wie er ist. Allerdings schaffen es unter diesen Bedingungen die anderen Reaktionspartner auch nicht, in der kurzen Phase der Verbrennung, alle zueinander zu finden. So bleibt Sauerstoff übrig und unverbrannter Treibstoff => logisch, daß dabei Energie verloren geht. Logisch auch, daß gerade bei dieser Mischung sehr viel mehr Kohlenmonoxid entsteht, als bei der Magerverbrennung mit ausreichend Luftüberschuß.

Im Katalysator wirds gerichtet! Die Verweilzeiten sind auch bei einfacher Durchströmung wesentlich länger, als sie bei der kurzen Verbrennung je sein könnten. So wird nachgearbeitet.

Vielfach wird angenommen, daß NOxe im Kat wieder reduziert werden und der freiwerdende Sauerstoff dann für die Nachverbrennung anderer Stoffe zur Verfügung steht. Dies ist leider nicht der Fall, obwohl die Tüftler und Forscher wirklich ihr Bestes gegeben haben. Das Problem ist, daß NOx unterhalb 650 °C metastabil ist und ein Katalysator diese Verbindung nicht trennt. Man müßte also das Abgas einmal richtig und ausreichen lange auf 750 °C oder mehr bringen und dann gaaanz langsam wieder abkühlen. Dadurch würden die NOxe zerfallen und keinen weiteren Schaden mehr anrichten. Dabei dürfte aber keine katalytisches Material anwesen sein, sonst blieben die Verbindungen doch zusammen

Was wir also brauchen, ist ein megariesiger Auspuff mit mehreren hundert Litern Volumen, der das Abgas erstmal richtig lange speichert und warm hält. Apropos warm hält, die heutigen Motoren nutzen die Energie so gut aus, daß die Abgastemperaturen schon immer weiter sinken, anders gesagt, die 900 °C, die man früher noch an einem Benzinerpassat messen konnte, sind heute schon lange nicht mehr wahr. Wir müssen also heizen und Energie für die Wiederaufheizung verbrauchen.

Bei den hohen Temperaturen bildet sich dann NO. Bereits entstandens NO2 ist bei diesen Temperaturen unbeständig und zerfällt in NO und 1/2 O2.

Danach kühlt man das Abgas schöööön langsam ab, damit sich das Reaktionsgleichgewicht von N2 + O2 <=> 2 NO möglichst weit auf die linke Seite verschiebt. Schafft man es, einige Zeit bei 750 °C zu verweilen, so ist fast kein NO mehr da (NO2 sowieso nicht)

Du siehst, es wird etwas aufwändiger.

Was wir in den Industrieöfen mittlerweile so einigermaßen in den Griff kriegen, wird mit extrem großen Bauvolumina erkauft. Schau Dich mal im Kraftwerk um. Die Riesenklötze, die da stehen, das ist alles Umweltschutz. Früher gab es einen großen Kessel, der wie ein Hochhaus ausschaute, dann das Maschinenhaus mit ein paar Trafos nebendran und dann noch einen Kühlturm

Heute weißt Du nicht mehr, wo Du hinschauen sollst. Diese ganzen Reaktionen erfordern eben Zeit. Im übrigen müssen auch die Kraftwerke gewaltige Energiemengen für die Wiederaufheizung bereitstellen. Die Rauchgaskanäle alleine reichen schon, um mit einer ganzen Daihatsu-Parade durchzufahren. MW ist so die kleinste Einheit, in der wir Planer denken. Bei den Mengen lohnt es sich auch zu denken. Beim Auto geht immer gleich der Preis in die Höhe - und wer will das?

Im Auto muß alles schnell gehen und klein sein. Was dreht ein Motor? Sagen wir mal 3000/min, nein, sagen wir ruhig mal 3600/min. Das sind 60 pro Sekunde, 30 Arbeitstakte. Die Verbrennung soll möglichst schon abgeschlossen sein, ehe der Kolben so richtig in Fahrt nach unten geht. Such Dir einen Wert aus, es bleibt einfach nicht viel Zeit.

Warmhalten iss nicht! Durch die Expansion der thermischen Expansionsmaschine kühlt natürlich alles sehr schnell ab. Das Abgas ist ruck zuck von 1500 °C auf 500 °C. Zu schnell, als daß sich NO wieder zurückbilden könnte. Nun saust das NO auch noch mit Luftüberschuß in den Kat - bumms, da ist es zu NO2 weiterreagiert. Und das ist gut wasserlöslich und fängt gleich an, irgendwelche Sauereien zu treiben.


Vorteil am Alkohol-Betrieb: die Verbrennung läuft ingesamt kälter und damit weniger NOx-bildend. Man kann also einen Alk-Motor ruhig magerer stellen, ohne Stickoxide zu befürchten. Nur wie gesagt, die Elektronik tuts nicht, sie regelt brav nach - deutlich zu sehen, an der Verbrauchsanzeige, deutlich auch zu sehen beim nächsten Tankstopp.

Ehrlicherweise muß man aber dazu sagen: würde man einen Alk-Motor in der Verdichtung bis an die Klopfgrenze hochsetzen, so hätte man noch mehr Leistung etc. , aber eben auch wieder NOxe. So gesehen, ist nur bei unseren Normalmotoren der Alkohol der sanfte Sprit.


Für den Winter überleg ich mir was mit Benzinstarteinspritzung. Auto ohne Basteln ist wie Computer ohne Programme. Mal schauen, ob ich IHN nicht doch noch kaputt kriege

Gruß

WS

[bluedog]

Zitat von Werner Schulte

Für den Winter überleg ich mir was mit Benzinstarteinspritzung. Auto ohne Basteln ist wie Computer ohne Programme. Mal schauen, ob ich IHN nicht doch noch kaputt kriege

Na Du machst mir Spass. Ich will mein Auto nicht kaputtkriegen! Ich will nur weniger Kapital nach Saudiarabien schaufeln. Das ist alles!

Lohnen tut sich der Spass mit dem Schnaps so und so nicht, da keine Tanke in unmittelbarer Nähe und dann Preisdifferenz zu gering. Ich will halt einfach mal sehen, was da geht... Nur für den Fall, dass Benzin nochmal 30% teurer als E85 wird. Dann lohnt sichs wieder, und ich will spätestens dann wissen, wieviel davon mein Motörchen verträgt, ohne davon Schnapstrunken zu werden.

Wenn BMW in den siebzigern Motoren baute, die 20% magerer liefen als die heute mit Kat, dann hab ich ja eigentlich von wegen Magerlauf wenig zu befürchten... Was BMW vor vierzig Jahren konnte, kann Daihatsu heute sicher auch ab.

Aber: Dann muss ich für die anstehende Abgasprüfung dann eben doch wieder Benzin tanken. Ansonst zuviele NOx'e mitfahren. Hab ich das richtig verstanden?

Danke übrigens für Deine Erklärung zum Thema Katalysator. Sehr nett von Dir, und mittlerweilen hab ich das mit Deiner Hilfe verstanden.

Noch eine Frage: Dass der Kat zuviel unverbrannten Treibstoff nicht mag, weiss ich. ABER: Schadet ihm ein zu mager laufender Motor?

[Werner Schulte]

Hallo,

so ein Kat mag keine Katalysatorgifte, also z.B. Blei, aber auch noch ein paar andere Sachen (die in unseren Abgasen nicht vorkommen). Sie setzen sich auf die aktive Oberfläche und machen ihn unwirksam. Ich wüßte aber nicht, daß dreckiges, stinkiges, qualmendes Abgas den Kat zusetzt. Er kann nur nichts damit machen, solange kein Sauerstoff dabei ist. Die Abgasreinigung ist also ebenfalls unwirksam, wobei aber der Kat völlig ok ist.

Das zweite, was dem Kat schwer zusetzt, ist die Nachverbrennung, wenn sie zu große Ausmaße annimmt. Die früheren Vergaserautos mit Kat waren da ziemlich kritisch. Wenn unverbrannter Sprit zus. mit Sauerstoff an den Kat kommt, gibt es dort eine (erwünschte) Reaktion. So weit so gut, aber vom Energiebetrag her ist die Abgasnachverbrennung so gering, daß die Temperaturen sich im Kat nicht signifikant ändern. Hat er einmal die 400 °C erreicht, dann reagieren die Restgase noch nach, bewirken aber sonst weiter nichts.

Kommt aber richtig Benzindampf und Luft an den heißen Kat, weil die Zündung des Motos defekt ist (oder ausgeschaltet vom Fahrer), dann brennt es lichterloh in dem Ding . Die Keramikstruktur, die als Trägermaterial für das Platin oder Palladium dient, beginnt zu schmelzen und fällt zusammen. Der Abgasdruck befördern die Schmelze aus dem Topf und der Kat war einmal.

Das ist eigentlich schon alles. Ein Kat, der das Abgas eines mager laufenden Motors bekommt, arbeitet ganz normal. Er oxidiert die wenigen Reste, die es noch nicht geschafft haben und eben leider auch die Stickoxide, bleibt aber selbst völlig heile dabei.


Gruß

Werner Schulte

(der 1985 über dieses Thema seine Diplomarbeit angefertigt hat)