Rapsölkraftstoff und Biodiesel auf dem Prüfstand

Thüringer Landesanstalt
für Landwirtschaft
Rapsölkraftstoff und Biodiesel
auf dem Prüfstand
R. Richter
Jena, Februar 2008
Thüringer Ministerium
für Landwirtschaft,
Naturschutz und Umwelt
„Rapsölkraftstoff und Biodiesel auf dem Prüfstand
Abb.: 1 Leistungsmessung mittels
Zapfwellenmotorbremse
Die Ergebnisse dieser wissenschaftlich begleiteten Prüfstandsuntersuchung liefern
Informationen zur Leistung, dem Kraftstoffverbrauch sowie dem optimalen Motorölwechsel
bei Verwendung von Rapsölkraftstoff und Biodiesel. Hierzu gibt es bisher in der Praxis
wenige Erfahrungen. Mit Prüfstandsuntersuchungen kann der Kraftstoffverbrauch in Abhängigkeit von der Leistung untersucht werden, ohne dabei Einflüsse von unterschiedlichen
Feldarbeiten und Einsatzbedingungen berücksichtigen zu müssen.
Für die Durchführung der Prüfstandsuntersuchungen wurden vorab 9 Traktoren (Tabelle 1)
ausgewählt. Die Traktoren mit Pflanzenöl als Kraftstoff wurden mit Zweitank-System von
Elsbett umgerüstet. Vor der Untersuchung wurden alle Maschinen auf einen gleichmäßigen
Wartungsstand (Motoröl-, Filterwechsel) gebracht. Während des Projektzeitraums erfolgte
die Verwendung einheitlicher Kraftstoffe. Die Qualität von Rapsölkraftstoff und RME wurde
durch die Analysen im Labor sichergestellt. Biodiesel, welcher der Norm DIN EN 14214
entsprach und Rapsölkraftstoff nach der Vornorm DIN 51605 wurden eingesetzt.
Maschine
Kraftstoff
Leistung in PS
Einsatzzweck
CASE 7240
RME
240
BB
CASE CS94
RME
94
Pflege, leichte Arbeit
CASE CVX170
RME
170
Transport, Düngung
CASE MX270
RME
290
BB
FENDT 926
RME
260
BB
JCB 185-65
Rapsöl
185
Aussaat, BB
JCB 3185
Rapsöl
188
BB
MF 8480
Rapsöl
290
Aussaat, BB
VALTRA 8400
Rapsöl
130
Transport
Die Messungen mit den Biokraftstoffen wurden mit Messungen mit Dieselkraftstoff
verglichen.
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Beim Rapsölkraftstoff wurde unter Volllastbedingungen eine geringe Leistungssteigerung
von durchschnittlich 3 % mit gleichzeitigem Mehrverbrauch von durchschnittlich 12 %
festgestellt. Unter Praxisbedingungen, welche beim Österreichischen 35 –
Traktorenprogramm vorlagen kann von Mehrverbrauch von 3 bis 4 % erwartet werden. Bei
einem Rapsölpreis von 65 Cent/l entspricht das circa 2 Cent/l Mehrkosten.
Der Betrieb der Traktoren mit Biodiesel verursachte unter Prüfstandsbedingungen eine
Leistungsminderung von durchschnittlich 4 %. Gleichzeitig war ein Kraftstoffmehrverbrauch
von durchschnittlich 13 % zu verzeichnen. In der Praxis wird beim Einsatz von Biodiesel
allerdings ein Mehrverbrauch von 8 bis 10 % erwartet bei gleichzeitig absinkender Leistung.
Bei einem Biodieselpreis von 72 Cent/l nach Rückerstattung der Energiesteuer sollten hier
Mehrkosten von circa 6 Cent/l eingeplant werden.
Beim Einsatz von Rapsölkraftstoff und Biodiesel ist der Eintrag der Kraftstoffe ins Motoröl
festgestellt worden.
Bei der Verbrennung in Dieselmotoren kommt es, grundsätzlich zum Eintrag von Kraftstoff in
das Motoröl. Da Rapsöl und Biodiesel keine flüchtigen Eigenschaften besitzen wie der
Dieselkraftstoff, reichern sich diese im Motorenöl an. Ein verkürzter Ölwechselintervall ist
dann Aufgrund von Verschlechterung der Schmiereigenschaften nötig. Die Untersuchungen
zeigten eine Abhängigkeit des Eintrages von der Funktionstüchtigkeit des Einspritzsystems,
bzw. Motors und dem Einsatzspektrum. Der Pflanzenölgehalt im Motoröl der mit Pflanzenöl
betriebenen Maschinen stieg von 5,5 % nach 125 Betriebsstunden auf durchschnittlich 20 %
nach 250 Betriebsstunden. Nach Empfehlung des Analyselabors sollte ein Motorölwechsel
ab einem Rapsöleintrag von 10 % erfolgen. Beim Vergleich der Einsatzspektren fällt auf,
dass die Maschinen in der Bodenbearbeitung einen deutlich geringeren Rapsöleintrag ins
Motoröl bei gleicher Betriebsstundenzahl aufweisen.
Bei den mit Biodiesel betriebenen Motoren stieg der Anteil Biodiesel im Motorenöl bei
ähnlichem Messintervall von 1,6 % auf durchschnittlich 2,5 % an. Auch hier gilt der
Grenzwert von 10 % Biodiesel im Motoröl.
Der Kraftstoffeintrag hängt allerdings stark von den Verbrennungsbedingungen ab, welche
unter Volllast besser sind als bei Teillastbetrieb. Aus diesen Gründen darf die ständige
Motorölkontrolle besonders bei Rapsölkraftstoff nicht vernachlässigt werden. Das in der
Untersuchung getestete Motoröltestgerät „Tribocheck“ bietet bei richtiger Handhabung eine
einfache und schnelle Möglichkeit zur Überprüfung der Motorölqualität und zur Optimierung
der Motorölwechselintervalle vor allem bei unterschiedlichen Einsatzzwecken der
Maschinen.
Als Schäden beim Einsatz von Biodiesel sind die üblichen Undichtheiten von älteren
Kraftstoffschläuchen zu nennen. Bei zwei Maschinen wurden biodieseltaugliche Schläuche
eingebaut. Weiterhin trat ein Verschleiß einer Membrankraftstoffpumpe auf. Die Membran
wurde brüchig und undicht und musste ausgetauscht werden.
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Handlungsempfehlung für die Praxis
Rapsölkraftstoff
Vor der Umrüstung
-
Überprüfung der Einspritzdüsen, Einlassventile, Kompressionsdruck der Zylinder
-
Überprüfen der Dichtungen und Leitungen auf Verhärtungen und Undichtigkeiten
-
Leistungsmessung mit Kraftstoffverbrauchsmessung vor und nach der Umrüstung
-
Aufsuchen einer Fachwerkstatt
-
Bevorzugung des Zweitank-Systems in der Landwirtschaft, aufgrund der wechselnden
Einsatzbedingungen
Während des Betriebs
-
Schulung der Fahrer zum Einsatz von Rapsölkraftstoff
-
Rapsölkraftstoff nach der Vornorm DIN V 51605 einsetzen, Rückstellproben bei der
Lieferung ziehen, einmal jährlich eine Tankreinigung durchführen
-
Motorölkontrolle täglich vor Arbeitsbeginn, z. B. mit „TriboCheck“
-
Einspritzdüsen und Einlassventile jährlich oder nach 1.000 Bh kontrollieren
-
Zum Ende der Saison, Maschinen mit Diesel fahren und abstellen, Motorölwechsel
durchführen
Biodiesel
Vor dem Einsatz
-
Überprüfen, ob die Maschine für den Einsatz von RME zugelassen ist, gegebenenfalls
beim Hersteller nachfragen
-
Überprüfen der Dichtungen und Leitungen auf Verhärtungen und undichte Stellen, evt.
Einbau biodieseltauglicher Dichtungen und Kraftstoffleitungen
-
Eventuell eine Tankreinigung des Fahrzeuges durchführen
Während des Einsatzes
-
Bei gebrauchten Maschinen eine Tankreinigung durchführen
-
Nach den ersten Tankfüllungen Wechsel des Kraftstofffilters
-
Empfehlung des Einsatzes von ausschließlich Rapsmethylester nach der Norm DIN
14214, Rückstellproben bei der Lieferung ziehen, Tankanlage muss sauber, frei von
Ablagerungen und biodieseltauglich sein
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Zusammenfassung
Die Ergebnisse der Leistungsmessung zeigen, dass bei Biodieseleinsatz eine geringe
Leistungsminderung vorliegt, die jedoch im praktischen Einsatz kaum eine Rolle spielen
dürfte. Bei Verwendung von Rapsölkraftstoff ist eine Leistungsminderung nicht zu erwarten.
Ein Eintrag von Biokraftstoff in das Motoröl ist, wie beim Dieselkraftstoff gegeben. Allerdings
kommt es in Folge des höheren Flamm- und Siedepunktes zu einer Anreicherung und
gleichzeitigen Verdünnung des Motoröls. Nach längerer Laufleistung kann dieser Eintrag, vor
allem von Rapsölkraftstoff, zu einer Erhöhung der Viskosität des Motoröls und damit zu
Motorschäden führen. Daher ist das Motoröl durch den Nutzer ständig zu überwachen.
Richter René (TLL Dornburg)
15.02.2008
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