Klopfende Verbrennung

Wie minderwertige Kraftstoffe den Motor schädigen

Ottokraftstoffe mit niedrigen Oktanzahlen und somit geringer „Klopffestigkeit“ neigen im Motor zum sogenannten "Klopfen". Mit „Klopffestigkeit“ ist das Verhalten des Ottokraftstoffes gemeint, nicht unkontrolliert durch Selbstzündung, sondern ausschließlich präzise gesteuert durch den Zündfunken zu verbrennen. 

Man spricht vom Klopfen, wenn es unter hohen Temperaturen und hohem Druck neben der durch die Zündkerze verursachten Hauptverbrennung noch zu einer unkontrollierten Selbstentzündung kommt. 

Diese Selbstentzündung erzeugt eine Stoßwelle mit extremen Drücken und hohen Temperaturen, wodurch Motorteile in Schwingungen geraten können. Dies erzeugt das typische "klopfende" oder "klingelnde" Geräusch. 

Problematisch an einer unkontrollierten Verbrennung ist die dadurch verursachte thermische und mechanische Überbeanspruchung des Motors. Die Folgen reichen von einem merkbaren Leistungsverlust bis hin zu gravierenden Motorschäden wie etwa durchgebrannten Kolben. Klopffeste Ottokraftstoffe vermeiden solche ungesteuerten Verbrennungen. Erkennbar ist dieser Kraftstoff an entsprechend hohen Oktanzahlen. 

Kraftstoffe mit hoher ROZ

Früher standen den Raffineuren zur Verbesserung der Klopffestigkeit – neben dem Einsatz der geeigneten Kraftstoffkomponenten – hauptsächlich Bleialkyle zur Verfügung. Die umweltbedingte Herausnahme des Bleis und die zunehmende Auslegung moderner Motoren auf Superkraftstoff erfordern heute andere Verfahren zur Bereitstellung hochklopffester Mineralölprodukte. 

Ihre Herstellung erfolgt am besten mit dem Raffinerieverfahren – dem „Reformieren“. Die Entwicklung und steigende Verfügbarkeit neuer sauerstoffhaltiger Kraftstoffkomponenten erlaubt seit 1989 zusätzlich einen unverbleiten Superkraftstoff (SuperPlus) anzubieten, der mit den gleichen Oktanzahlen (ROZ 98/MOZ 88) aufwarten kann wie ehemals verbleiter Superkraftstoff. Premium-Kraftstoffe haben heute eine ROZ von 100 und mehr (z.B. Ultimate 102). 

Sauerstoffhaltige Verbindungen bieten sich auch als Kraftstoffkomponente für Ottokraftstoffe an. Diese sogenannten „Oxygenates“ z. B. Ethanol, Methanol oder Ether – etwa Methyltertiärbutylether (MTBE) oder Ethyltertiärbutylether (ETBE) – können z. T. unabhängig vom Erdöl hergestellt werden und haben relativ hohe Oktanzahlen. Auch bei den Abgasemissionen macht sich der Sauerstoffanteil positiv bemerkbar, da er zu einer Gemischabmagerung und damit zur Emissionsabsenkung von unverbrannten Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid beiträgt. Einige US-Bundesstaaten mit hoher Kohlenmonoxid-Belastung schreiben daher Kraftstoffe mit mindestens 2,5 Gewichtsprozent Sauerstoff vor.