Ottokraftstoffe (Allgemein)

Neben dem Einsatz als Antiklopfmittel hatten die Bleiverbindungen noch eine weitere Aufgabe, nämlich die des Verschleißschutzes an sogenannten ungehärteten Auslass-Ventilsitzen. Derartige Ventilsitze findet man heute nur noch in älteren Fahrzeugen, da ab den 80er Jahren die Motorenbauer durchgehend gehärtete Ventilsitze verwenden, so dass dieser Punkt heute kaum mehr relevant ist. Für alte Fahrzeuge (Jungtimer, Oldtimer), deren Motoren noch mit weichen Ventilsitzen ausgestattet sind, werden im Handel sogenannte Bleiersatzstoffe auf Kalium- bzw. Natriumbasis angeboten, die vom Tankkunden selbst dem Kraftstoff zugemischt werden (1ml Bleiersatz auf 1l Kraftstoff) können. Die Zugabe solcher metallhaltigen Verbindungen durch den Kraftstoffhersteller ist in Deutschland durch das Benzin-Blei-Gesetzt untersagt.

 

Die Herausnahme der Bleiverbindungen (Blei-Tetraethyl und Blei-Tetramethyl) aus Ottokraftstoffen bewirkte eine Absenkung der Klopffestigkeit (ROZ und MOZ) um jeweils rd. 3 Oktanzahlen. Dies hatte zur Folge, dass die Mindest-Oktanzahlen für Superbenzin nach Norm von früher ROZ 98/MOZ 88 auf heute ROZ 95/MOZ 85 abgesenkt werden mussten. Da eine Verbesserung der Klopffestigkeit für die Motoreneffizienz von besonderer Bedeutung ist, werden moderne Kraftstoffe wie SuperPlus oder Premiumprodukte wie Aral Ultimate 102 mit sehr klopffesten Komponenten wie Ether ausgestattet. Heue sind im Wesentlichen Methyl-tertiär-Butyl-Ether (MTBE) sowie Ethyl-Tertiär-Butyl-Ether (ETBE) von Bedeutung. Derartige Ether sind Kohlenwasserstoff-Verbindungen, in denen eine CH2-Gruppe durch ein Sauerstoffatom ersetzt ist. Sie zeichnen sich u.a. durch hohe Octanzahlen (ROZ>100, MOZ nahe 100) aus. In den deutschen Raffinerien wird z.Z. überwiegend ETBE eingesetzt, da es aufgrund des für die Herstellung verwendeten Bio-Ethanols auf die Bioquote angerechnet werden kann. Der jeweilige Einsatz von ETBE bzw. MTBE in den verschiedenen Kraftstoffqualitäten ist je nach Raffinerie unterschiedlich.  

Bleiersatz sind Lösungen von metallorganischen Kalium- bzw. Natriumverbindungen für den Einsatz in Ottokraftstoff. Anders als die früher in verbleitem Benzin eingesetzten Bleiverbindungen hat Bleiersatz praktisch keinen Einfluss auf die Klopffestigkeit von Ottokraftstoff. Die Zugabe von Bleiersatz soll das - insbesondere bei hohen Drehzahlen auftretende - so genannte Einschlagen der Auslassventile in ungehärtete, früher verbaute Auslass-Ventilsitze und damit deren Verschleiß vermeiden. Bislang wurde dies durch die Bleiverbindungen sichergestellt. Die Wirkung beruht darauf, dass der Bleiersatz Eisen-Atome, die bei der Rotation der Auslassventile und den dort herrschenden hohen Temperaturen entstehen und Verschleiß bewirken können, chemisch bindet und damit ungefährlich macht. Moderne Motoren sind mit gehärteten Ventilsitzringen ausgestattet, so dass die Problematik "eingeschlagener Ventilsitze" hier nicht mehr auftritt.

Bei einer versehentlichen Betankung mit einem marktüblichen Bleiersatz sind Katalysatorschäden nicht zu befürchten. Allerdings sind Wiederholungen zu vermeiden da ein häufiger Einsatz die Leistungsfähigkeit des Katalysators beinträchtigen könnte.

Der Schwefelgehalt von Kraftstoffen hat einen erheblichen Einfluss auf die Abgasemissionen des Motors sowie auf die Effektivität bestimmter Katalysatorsysteme und spezieller Sensoren im Abgasstrang. Daher war die Entschwefelung von Kraftstoffen eine wirksame Maßnahme um verbindlich Abgaskatalysatoren in Fahrzeugen Verbauen zu können.

Benzol ist wegen seiner relativ hohen Oktanzahl und der Verfügbarkeit aus der Kohlehydrierung früher als Mischkomponente im Ottokraftstoff verwendet worden. Nach Einführung der katalytischen Reformer in den 50er Jahren verlor die Zumischung von Benzol an Bedeutung. In den 50er Jahren lag der Benzolgehalt der Ottokraftstoffe bei ca. 7-10 Vol.-%. Nachdem die gesundheitlichen Risiken beim Umgang mit Benzol bekannt wurden, erfolgte der Verzicht auf die Benzolbeimischung. Benzol ist allerdings im Rohöl selber enthalten, bzw. kann im Raffinerieprozess entstehen. Die Mineralölindustrie bemüht sich durch aufwendige Verfahren den Benzolgehalt im Kraftstoff kontinuierlich zu reduzieren. Nachdem die führenden Markenanbieter wie Aral den Benzolgehalt schon vor Jahren (1995) in der Kraftstoff - Qualität SuperPlus freiwillig auf max. 1 Vol.-% begrenzt hat, verlangt der Gesetzgeber diesen zulässigen Benzolgehalt von max. 1 Vol.-% seit dem 01.01.2000 für alle Ottokraftstoffe.

Benzin ist u.a. als krebserzeugend eingestuft und wird daher mit dem entsprechenden Gefahrenpiktogramm gekennzeichnet. Einatmen und Hautberührung sind unbedingt zu vermeiden. Falls man mit Benzin in Kontakt kommt, sollte man die betroffenen Hautstellen in jeden Fall gründlich mit Wasser und Seife reinigen. Gefahren- sowie Warnhinweise finden Sie im Sicherheitsdatenblatt. 

Ottokraftstoff ist beim Einatmen gesundheitsschädlich und als Krebserzeugend eingestuft. Die Krebswarnung ist vor allem für den berufsmäßigen Anwender wichtig; z.B. der Automechaniker oder der Tankwart. Hier kann nach Jahren bei unvorsichtigem Umgang Krebs entstehen; deshalb ist der Schutz für diese Berufsgruppen besonders wichtig. Neben Benzol gibt es auch unzählige andere Gefahrstoffe in dem Stoffgemisch Ottokraftstoff. Vor diesem Hintergrund werden, überall dort wo Verbraucher an der Tankstelle mit Kraftstoffdämpfen in Berührung kommen könnten, diese abgesaugt. Gefahren- sowie Warnhinweise finden Sie im Sicherheitsdatenblatt.

Die Lagerstabilität von Ottokraftstoffen hängt wesentlich von den Lagerbedingungen ab. Temperaturschwankungen, hohe Luftfeuchte und der vermehrte Zutritt von Luftsauerstoff wirken sich kritisch auf die Kraftstoffqualität bei längeren Lagerzeiten aus. Beim Ottokraftstoff können leichtflüchtige Bestandteile verdampfen und somit das Kaltstart- sowie Fahrverhalten in der Warmlaufphase der Motoren verschlechtern. Teilweise haben diese leichtflüchtigen Bestandteile auch eine relativ hohe Klopffestigkeit (ausgedrückt in Oktanzahlen), die sich dann auch verschlechtert. Bedingt durch Undichtheiten/Wärmeeinwirkung unterliegen die Ottokraftstoffe auch einer natürlichen Alterung bzw. Oxidation durch Kontakt mit Luftsauerstoff, dies kann u.U. zur Rückstandsbildung führen. Darüber hinaus ist zu beachten, dass Ottokraftstoffe im Dampfdruck auf Winter bzw. Sommerqualitäten eingestellt werden, d.h. sollte eine eingelagerte Sommerqualität im Winter eingesetzt werden oder umgekehrt, so kann es u.U. zu Fahrstörungen kommen. Unter günstigen Bedingungen - geringe Luftfeuchte, stabile Raumtemperatur, sauberer Tank, geschlossenes System ... - ist eine Lagerzeit von > 1 Jahr für Ottokraftstoff in der Regel unkritisch. Bei ungünstigen Verhältnissen kann sich die Lagerzeit jedoch erheblich verkürzen. Die meisten heutzutage an Tankstellen in Europa angebotenen Ottokraftstoffe enthalten Bio-Ethanol. Hier ist zu berücksichtigen, dass bei der Lagerung z.B. in Reservekanistern oder bei der Überwinterung von Saisonfahrzeugen die Behältnisse/Tanks vor dem Abstellen möglichst vollgefüllt werden. Hierdurch wird überhöhte so genannte Tankatmung und der dabei auftretende Zutritt von Feuchtigkeit/Wasser weitgehend vermieden. Zu hohe Wassergehalte im Kraftstoff können dazu führen, dass die komplette Alkoholmenge mit dem Wasser ausfällt und sich als Wasser-Alkohol-Phase am Tankboden absetzt. Diese Phase ist gegenüber Metallen ausgesprochen korrosiv. Der über der Phase stehende Kraftstoffanteil verliert dabei u.a. an Klopffestigkeit und ist für den Einsatz im Motor nicht mehr geeignet.

Der Verkauf von verbleitem Normalbenzin wurde 1988 vom Gesetzgeber verboten. Gemäß der EU-Richtlinien dürfen seit dem 01.01.2000 verbleite Ottokraftstoffe innerhalb der EU-Mitgliedsstaaten generell nicht mehr angeboten werden (Ausnahme Flugbenzin).

Der Hauptunterschied zwischen den Ottokraftstoffen Super 95, Super 95 E10 und SuperPlus ist die Klopffestigkeit (ROZ und MOZ) sowie der Gehalt an Bio-Ethanol. Hier die Mindest-Werte für die genannten drei Qualitäten: Super 95 und Super 95 E10 ROZ 95 / MOZ 85,0, SuperPlus ROZ 98 / MOZ 88,0. Super 95 E10 enthält bis zu 10Vol.-% Ethanol Super 95 und SuperPlus hingegen nur bis zu 5%-vol.

Die Oktanzahl ist Messgröße für die Klopffestigkeit von Ottokraftstoffen. Das Maß für die Oktanzahl wurde willkürlich gewählt und liegt zwischen 0 und 100. Um den Wert für einen bestimmten Kraftstoff zu ermitteln, wird dieser mit einer Mischung aus klopffestem Isooctan (Oktanzahl 100) und klopffreudigem n-Heptan (Oktanzahl 0) verglichen. Per international festgelegtem Vergleichstest, dem sog. Einzylinder-CFR-Prüfverfahren, wird zunächst ermittelt, bei welcher Verdichtung der Motor mit der Kraftstoffprobe zu "klopfen" beginnt. Dies geschieht bei einer konstanten Zündeinstellung, einer Drehzahl von 600 U/Min und einer Luftvorwärmung von 52 °C. Anschließend wird die dazugehörige Oktanzahl ermittelt, indem das Isooctan/n-Heptan-Gemisch bei konstanter Verdichtung so lange in seinem Verhältnis verändert wird, bis der Testmotor ein identisches Klopfverhalten aufweist. Besteht das Gemisch dann z.B. zu 95 % aus Isooctan, so lautet die "Research-Oktanzahl" "95 ROZ". Härtere Bedingungen, nämlich 900 U/Min, eine automatisch verstellbare Zündeinstellung sowie eine Gemischvorwärmung auf 149 °C, gelten für die Ermittlung der "MOZ" (Motor-Oktanzahl), die somit stets niedriger ausfällt als die ROZ. Um einen wirklich realistischen Wert zu ermitteln, gehen qualitätsbewusste Markengesellschaften noch einen Schritt weiter; nämlich auf die Straße. Die Labortests können nur bedingt Auskunft über das Kraftstoffverhalten unter Praxisbedingungen geben. Die "SOZ" (Straßen-Oktanzahl) wird deshalb in Serienfahrzeugen unter härtesten Betriebsbedingungen ermittelt, bei denen der Kraftstoff seine Leistungsreserven unter Beweis stellen muss. Etwa mit gleichbleibend hoher Drehzahl bei Vollgas. Auch hier gelten international vereinbarte Verfahren, so dass die SOZ untereinander vergleichbar sind. Ottokraftstoffe und die Oktanzahlen: Super95 und Super 95 E10 : min. 95,0 ROZ / 85,0 MOZ SuperPlus: min. 98,0 ROZ / 88,0 MOZ

Beim Oktanzahlbedarf eines Motors spielen neben dem Verdichtungsverhältnis noch andere Faktoren wie Brennraumgestaltung / Zylindergeometrie, Aufladung, Betriebsbedingungen, Ablagerungen im Kraftstoffsystem etc. eine Rolle. Erhöht man - durch welche Maßnahmen auch immer - die Verdichtung, so kann der konkrete Oktanzahlbedarf dann eigentlich nur durch entsprechende Klopfuntersuchungen mit Kraftstoffen bekannter Oktanzahlen ermittelt werden.

Die seitens des Fahrzeugherstellers vorgeschriebene Kraftstoffsorte mit der entsprechenden Mindest-Oktanzahl sollte auf jeden Fall immer getankt werden. Bei Verwendung eines Kraftstoffs mit zu niedriger (schlechterer) Oktanzahl kann es zu sogenannten Klopfschäden kommen, die im Extremfall die Zerstörung des Motors zur Folge hätten. Bedenkenlos kann dagegen eine bessere Kraftstoffqualität mit höherer Klopffestigkeit getankt werden. Moderne Motoren mit intelligenter Klopfregelung verhindern Klopfschäden durch zu schlechte Klopffestigkeit des Kraftstoffes und können auch das Potential von Kraftstoffen mit besserer Oktanzahl in Form von Leistungszuwachs und Minderverbrauch nutzen.

Kraftstoffe mit hoher Klopffestigkeit weisen eine andere Zusammensetzung auf, die nicht nur besonders hohen Schutz vor dem schädlichen Klopfen, sondern durch verbesserte Verbrennung auch weitere Vorteile bieten. Die gegenüber den anderen Kraftstoffsorten höheren Oktanzahlen von SuperPlus und die damit verbundene erhöhte Klopffestigkeit erlauben das Betreiben des Motors im optimalen Betriebspunkt, d.h. Leistungssteigerung, verbesserte Beschleunigung und verminderter Kraftstoffverbrauch sind die Folge. Diese Vorteile ergeben sich insbesondere für Motoren mit "intelligenten" Klopfsensoren, die das Zündkennfeld der Klopffestigkeit verschiedenen Kraftstoffqualitäten anpassen. Vor diesem Hintergrund wird der Einsatz von SuperPlus verschiedenen Herstellern für entsprechende Aggregate vorgeschrieben bzw. empfohlen. Besondere Vorteile ergibt in solchen Fahrzeugen der Premiumkraftstoff Aral Ultimate 102 der, anders als bei den Sorten Super 95 und Super 95 E10 und SuperPlus, mit einem eigenständigen Grundkraftstoff und einem besonders leistungsstarken Performance-Additiv ausgestattet ist. Aral Ultimate 102 wir in nur einer eigenen Raffinerie aus ausgewählten, hochwertigen Komponenten hergestellt. Obwohl Aral Ultimate 102 ein „Tankstellenbenzin“ ist, wird es im Rennsport eingesetzt. Auch dies zeigt das hohe Potential dieses Hochleistungskraftstoffes.