Wie kann ich tanken, um mehr Leistung zu erhalten? In der Aufmunterung steckt viel Wissen!

Es gibt viele Arten von Privatwagen, deren Preise von Zehntausenden bis Hunderttausenden oder sogar Millionen reichen. Allerdings gibt es nur wenige Kraftstoffarten zum Autofahren: 92, 95 und 98. In den Augen vieler erfahrener Autofahrer ist Kraftstoff Nr. 98 lediglich ein Synonym für „teuer“, und manche vermuten sogar, dass der sogenannte High-End-Kraftstoff lediglich eine Steuer auf den IQ darstellt. Dabei handelt es sich eigentlich um ein großes Missverständnis.

Wissen Sie, warum Benzin unterschiedliche Zahlen hat?

Gibt es Unterschiede beim Benzin an verschiedenen Tankstellen?

Was ist der Unterschied zwischen F1-Autokraftstoff und normalem Kraftstoff?

Heute werde ich Ihnen das Geheimnis des Benzins lüften.

Um alles zum Thema Kraftstoff zu erklären, müssen wir mit dem Herz des Autos beginnen – dem Motor.

Mein Familienauto und mein F1-Auto,

Die Kraft kommt aus demselben „Herzen“

Obwohl der Hubraum derselbe ist, beruht die Kraftquelle des Motors nicht ausschließlich auf diesem Parameter.

Der Motor funktioniert hauptsächlich durch die wiederholte Durchführung der Öl-Gas-Mischung, Kompression und Zündung, die hauptsächlich durch die Drehung der Kurbelwelle in Reihe geschaltet ist. Wenn Sie die Leistung erhöhen möchten, müssen Sie den Motor mehr Arbeit pro Zeiteinheit verrichten lassen. Kurz gesagt, es gibt mehrere Ideen.

Traditionelles Automotorprinzip

Der direkteste Weg besteht natürlich darin, die Kurbelwelle schneller rotieren zu lassen, beispielsweise indem man die Länge der Kurbelwelle so weit wie möglich verkürzt, was im Fachjargon als „Kurzhubmotor“ bezeichnet wird. Auf diese Weise kann der Kurbelwellenhub verkürzt werden, die Belastung ist bei hohen Drehzahlen geringer und die Drehzahl kann auf ein sehr hohes Niveau gezogen werden. Früher konnte der 2,4-Liter-Saugmotor eine Drehzahl von 20.000 U/min erreichen. Um jedoch zu verhindern, dass Rennwettbewerbe zu einem bloßen „Stapeln von Parametern“ werden, ist die Drehzahl des 1,6-Tonnen-Motors der F1 heute auf 15.000 U/min begrenzt.

Gleichzeitig bestimmt das Verdichtungsverhältnis auch die Leistung des Motors. Unter dem Verdichtungsverhältnis versteht man das Verhältnis des komprimierten Volumens des Öl-Gas-Gemisches vor der Verbrennung im Motor zu seinem ursprünglichen Volumen. So wie das Herz in Bewegung und im Ruhezustand mit unterschiedlichen Amplituden schlägt, entsprechen unterschiedliche Kompressionsverhältnisse unterschiedlichen Leistungsanforderungen. Heutzutage liegt das Verdichtungsverhältnis von Familienautos im Allgemeinen zwischen 9:1 und 11:1, während das Verdichtungsverhältnis von F1-Motoren bis zu 16 erreichen kann. Bei einem Motor mit einem hohen Verdichtungsverhältnis ist die Brennkammer schmaler. Zu diesem Zeitpunkt steigen Druck und Temperatur des Mischgases im Zylinder an, was die Verbrennungseffizienz erhöht und eine stärkere Leistungsabgabe bewirkt.

Abbildung | Referenzen [1]

Kompressionsverhältnis: Für den einen ist es Honig, für den anderen Gift

Allerdings lässt sich die Kompressionsrate nicht einfach so erhöhen, weil man das möchte. Es gibt viele Faktoren, die darauf Einfluss haben. Beispielsweise kann ein Betriebszustand mit höherem Verdichtungsverhältnis möglicherweise die Instabilität des Motors erhöhen.

Normalerweise beginnt die Zündkerze, das Hochdruckgemisch zu zünden, wenn der Motorkolben einen bestimmten kritischen Punkt erreicht. Aber einige „unehrliche“ Öl- und Gasunternehmen könnten derzeit Probleme verursachen. Wenn der Druck steigt, steigt die Temperatur weiter an. Wenn das Mischgas vorzeitig seine „wahre“ Temperatur erreicht, gerät es außer Kontrolle und brennt heftig und ungewöhnlich. Dies hat einen sehr wichtigen Einfluss auf den Motor – während des Kompressionsprozesses entsteht eine nach oben gerichtete Kraft, die den Kolben zum oberen Totpunkt treibt. Kommt es zu einer Verpuffung, entsteht eine Abwärtskraft, die das Chaos noch vergrößert. Beide Kräfte wirken auf den Kolben, was unweigerlich zu Schäden an Kolbenstange, Ventil, Zylinderwand, Kurbelwelle und anderen Bauteilen führt. Wenn diese Situation eintritt, geht sie normalerweise mit einem scharfen Geräusch und einer instabilen Geschwindigkeit einher, was erfahrene Fahrer oft als „Detonation“ oder „Zylinderziehen“ bezeichnen.

Bedeutet das im Hinblick auf diese Frage, dass ich kein Auto mit einem hohen Verdichtungsverhältnis kaufen kann? Muss der Traum vom Rennsport einfach unterbrochen werden? Keine Panik, die Ingenieure haben tatsächlich schon eine Lösung, und eine davon besteht darin, mit Benzin zu beginnen.

Unabhängig davon, ob Sie ein erfahrener Fahrer sind oder nicht, wissen Sie möglicherweise, dass es heutzutage auf dem Markt verschiedene Benzinsorten gibt. Sie wirken wie motorspezifische Beruhigungsmittel gegen mögliche Klopfphänomene. Eine hohe Note bedeutet nicht unbedingt eine höhere Sauberkeit oder Qualität. Die Klasse steht für unterschiedliche Oktanzahlen. Je höher die Qualität, desto höher die Oktanzahl, was bedeutet, dass das Benzin eine höhere Klopffestigkeit aufweist und besser für Motoren mit hohen Verdichtungsverhältnissen geeignet ist.

Woher kommt dieser Wert? Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich dabei um den Wert, der durch den Vergleich von echtem Benzin mit einem künstlich gemischten Standardkraftstoff ermittelt wird. Standardkraftstoff besteht aus zwei Komponenten: Einerseits ist Isooktan mit sehr guten Klopffestigkeitseigenschaften, andererseits ist n-Heptan mit sehr schlechten Klopffestigkeitseigenschaften. Setzen Sie den Wert für Isooktan auf 100 und den Wert für n-Heptan auf 0. Passen Sie durch Experimente das Verhältnis der beiden Gemische aus Standardbenzin an, um die gleiche Klopffestigkeit wie bei echtem Benzin zu erreichen. Dieses Verhältnis nennen wir Oktanzahl. Beispielsweise beträgt die Oktanzahl des von uns üblicherweise verwendeten Benzins Nr. 93 93, was bedeutet, dass es die gleiche Klopffestigkeit aufweist wie das Standardbenzin mit 93 % Isooktan und 7 % n-Heptan. [2]

Öl wird auf der ganzen Welt gefördert und letztendlich zu mehreren festen Benzinsorten verarbeitet, die auf unterschiedlichen Motorstandards basieren. Sind also unterschiedliche Kraftstoffsorten und unterschiedliche Automodelle wie Schließzylinder und Schlüssel? Gibt es Probleme, wenn sie gemischt werden?

Tatsächlich ist es schwierig, eine „Abwärtskompatibilität“ zwischen Automotoren und Kraftstoff zu erreichen. Das heißt, wenn Benzin mit einer niedrigeren Qualität als der erforderlichen eingefüllt wird, kann der Motor das Klopfen bei hoher Drehzahl und hoher Belastung nicht unterdrücken und die Kohlenstoffablagerungen im Motor nehmen zu, was eine Reihe indirekter Schäden verursacht, wie beispielsweise einen erhöhten Kraftstoffverbrauch und erhöhten Verschleiß.

In der „Kalibrierung der Änderungen der Oktanzahl von Autokraftstoffen“ gibt es einen Fall, der zeigt, dass die Kalibrierung des Herstellers die Verwendung von Benzin der Klasse 97 empfiehlt, ein Fahrtest jedoch durchgeführt wurde, indem das Auto mit Benzin der Klasse 92 betankt wurde. Es wurde festgestellt, dass unter dem Einfluss des Klopfens sowohl die maximale Leistung als auch das Drehmoment abnahmen und dass der Motor, der „den falschen Kraftstoff frisst“, sehr unruhig lief und die Emissionen sich stark verschlechterten.

Abbildung | Referenzen [3]

Was ist, wenn mein Auto vom Typ „Social Bull Syndrome“ ist und aktiv „upgraded“ wird? Der Grund ist ganz einfach. Wenn ein Auto, das mit Benzin der Güteklasse 95 betrieben wird, auf Benzin der Güteklasse 98 aufgerüstet wird, kann es eine stabilere Klopffestigkeit sowie eine leisere und stärkere Leistungsabgabe erreichen.

Die US-Umweltschutzbehörde EPA führte Anfang 2019 einen Test mit zwei Referenzkraftstoffen, Super und Normal, durch und stellte fest, dass bei Verwendung von hochwertigem Kraftstoff die Effizienz in Bereichen mit hoher Geschwindigkeit und hohem Drehmoment sowie hoher Last höher ist als bei minderwertigem Kraftstoff, was eine geringere Klopfneigung bedeutet. [4]

Es scheint, dass das Auftanken, egal ob es sich um eine horizontale Wahl innerhalb der gleichen Ebene oder um einen Aufstieg nach oben handelt, wirklich ein Pflichtkurs ist, der ein gründliches Studium erfordert.

Früh füttern und früh genießen.

Der Kraftstoff, der den Motor versorgt, ist wirklich wohlriechend

Obwohl jeder Autobesitzer ein anderes Auto fährt, sollten sie alle den gleichen Wunsch haben, nämlich die maximale Leistung wie bei einem F1-Auto. Wissen Sie, unter der Voraussetzung, dass die gleiche Anzahl Liter Kraftstoff verbraucht wird, kann das Ferrari-Team pro Runde um mehr als eine halbe Sekunde beschleunigen. Obwohl es nur eine halbe Sekunde ist, hat es die Chancen, die Meisterschaft zu gewinnen, enorm erhöht.

Ein Automotor ist wie ein menschlicher Magen, der oft unter Verdauungsstörungen leidet und bei dem es auch zu unvollständiger Verbrennung kommen kann. „Kohlenstoffablagerungen“ sind Wachs und Gummi, die aufgrund der unvollständigen Verbrennung einiger Kraftstoffe am Einlassventil und an der Wand der Brennkammer haften bleiben. Diese Ablagerungen härten aus und verdicken sich bei Erwärmung, wodurch der Motor und seine „Verdauungsfunktion“ beeinträchtigt werden. Kohlenstoffablagerungen sind wie Schwämme und nehmen einen Teil des Kraftstoffs auf. Mit der Zeit verringert sich die Konzentration des Gemischs, das tatsächlich in den Zylinder gelangt, und es treten verschiedene Probleme auf, beispielsweise Startschwierigkeiten, instabiler Leerlauf, schwache Beschleunigung, erhöhter Kraftstoffverbrauch und in schweren Fällen sogar Motorschäden.

Mit der Entwicklung der Automobilindustrie ähneln die Motoren ziviler und hocheffizienter Fahrzeuge immer mehr den F1-Motoren. Daher besteht in der Öffentlichkeit eine wachsende Nachfrage nach hochwertigem Kraftstoff, der dafür sorgen kann, dass unsere tägliche Fahrt sicherer, reibungsloser und schneller wird.

Verweise

[1] Cui Yongsheng. (2017). Ottomotorentechnik und Hinweise zur Auswahl hochwertiger Benzine. Tankstellen und Tankstellen (2).

[2] Chen Zhibin und Zhang Yongliang. (2010). Kalibrierung von Änderungen der Oktanzahl von Autokraftstoffen. Leichtfahrzeugtechnik (10), 5.

[3] Tian Shiyong. (2020). Die Beziehung zwischen Oktanzahl, Verdichtungsverhältnis und Benzinsorte. Erdölwissen (5), 1.

[4] Benchmarking fortschrittlicher emissionsarmer Technologien für leichte Nutzfahrzeuge, https://www.epa.gov/vehicle-and-fuel-emissions-testing/benchmarking-advanced-low-emission-light-duty-vehicle-technology