Kraftstoff: Bestandteile von Benzin und ihre Unterschiede an der Tankstelle

Auch wenn erneuerbare Energien auf dem Vormarsch sind, dominieren Verbrennungsmotoren weiterhin den Automobilsektor, insbesondere im Motorsport. Da sie mit Benzin betrieben werden, wollen wir uns einmal ansehen, was dieser an der Tankstelle verkaufte Kraftstoff eigentlich ist und welche Eigenschaften er hat.

Dieser Artikel ist Teil einer Reihe zum Thema Kraftstoffe, die durch weitere Informationen ergänzt wird. Siehe auch den Unterschied zwischen Rennkraftstoffen und Kraftstoffen für Straßenfahrzeuge.

Benzin ist per Definition eine brennbare Flüssigkeit, die durch Destillation von Erdöl gewonnen wird und zum Antrieb von Verbrennungsmotoren verwendet wird. (Quelle: <a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Essence(hydrocarbure)” target=”blank” title=”Benzin laut Wikipedia”>Wikipedia)

Benzin entstand zeitgleich mit dem Verbrennungsmotor und ist ein aus Erdöl gewonnenes Gemisch aus vielen verschiedenen Substanzen. Es handelt sich im Wesentlichen um eine sorgfältig ausgewogene Mischung aus Kohlenwasserstoffen und Additiven; die genaue Zusammensetzung kann variieren, aber die Grundkomponenten bleiben gleich.

Eine ausgeklügelte Mischung aus Kohlenwasserstoffen und Additiven

• Alkane: 20 % bis 30 %
• Cycloalkane: ca. 5 %
• Alkene: 30 % bis 45 %
• Aromatische Kohlenwasserstoffe: 30 % bis 45 %

Benzin besteht aus Alkanen, Cycloalkanen, Alkenen und aromatischen Kohlenwasserstoffen. Wir werden nicht auf chemische Details eingehen, sondern uns auf das konzentrieren, was für den Motor wichtig ist. Das Prinzip des Verbrennungsmotors ist einfach: Er benötigt eine kontrollierte Explosion. Diese Explosion wird durch die Zündung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches mit Hilfe einer Zündkerze erzeugt, wobei die Kompression im Zylinder den Prozess unterstützt. Die Details sind für unser Thema nicht wesentlich. Der Kraftstoff selbst enthält zwei besonders wichtige Kohlenwasserstoffverbindungen: Oktan und Heptan.

Oktan

Oktan ist ein bekanntes Mitglied der Alkanfamilie. Sein Hauptmerkmal ist seine hohe Selbstentzündungsbeständigkeit, was bedeutet, dass es nicht von selbst „detoniert”. Benzin mit hoher Oktanzahl benötigt daher den Funken der Zündkerze, um sich zu entzünden, was die Leistung und Langlebigkeit des Motors schützt.

Je höher die Oktanzahl des von Ihnen verwendeten Benzins ist, desto länger hält der Motor.

Heptan

Heptan, ein weiteres Alkan, verhält sich genau umgekehrt: Es entzündet sich viel leichter, selbst unter dem Druck, der vor dem Zünden entsteht. Zusammengefasst:

• Oktan verhindert eine vorzeitige Zündung;
• Heptan begünstigt sie.

Die Oktanzahl gibt Auskunft über das Verhältnis der beiden Komponenten. Bleifreies Benzin 95 beispielsweise verhält sich wie eine Mischung aus etwa 95 % Oktan (schwer entzündbar) und 5 % Heptan (leicht entzündbar).

Die Oktanzahl entspricht der Neigung eines Kraftstoffs, dem Klopfen zu widerstehen.

Der Trick besteht darin, diese beiden Komponenten im richtigen Verhältnis zu mischen: genug Oktan, damit der Motor ruckelfrei läuft, und gerade genug Heptan, um eine effiziente Verbrennung zu ermöglichen. Eine zu hohe Heptanmenge oder eine zu geringe Oktanmenge kann zu einer unkontrollierten Entzündung führen, die als „Klopfen” bezeichnet wird. Klopfen ist eine abnormale Detonation, die eine hohe thermische und mechanische Belastung erzeugt, die zu Verschmutzungen, übermäßigen Emissionen, Rückzündungen und sogar katastrophalen Motorschäden wie gerissenen Kolben oder gebrochenen Pleuelstangen führen kann. Im Laufe der Zeit beschleunigen diese wiederholten Belastungen den Verschleiß der Kurbelwelle und der Pleuelstangen. Typische Indizes für französische Kraftstoffe:

Die RON-Zahl spiegelt das Verhalten des Motors unter normalen, alltäglichen Bedingungen wider, während die MON-Zahl die Leistung in anspruchsvolleren Situationen misst: hohe Drehzahl, Anhängerbetrieb oder andere Szenarien mit hoher Belastung.

Anmerkung zu Diesel

Dieselkraftstoffe werden nicht nach ihrer Oktanzahl klassifiziert, da sie nach einem anderen Prinzip funktionieren. Stattdessen wird eine Cetanzahl verwendet, die die Geschwindigkeit misst, mit der sich der Kraftstoff unter Kompression entzündet. Dieselmotoren arbeiten mit Selbstzündung und nicht mit Zündkerzen, weshalb eine hohe Cetanzahl wünschenswert ist. Im Wesentlichen sind Dieselmotoren „Kompressionszündungsmotoren”: Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird auf eine Temperatur komprimiert, die die Verbrennung ohne Funken auslöst.

Supermarkt-Benzin vs. Tankstellen-Benzin

Romain Aubry, Leiter Technik und Partnerbeziehungen bei Total, erklärt die größte Herausforderung für Kraftstoffe, die an Tankstellen verkauft werden: Vielseitigkeit. „Kraftstoffe für den Massenmarkt müssen in einer Vielzahl von Motoren funktionieren, von Turbomotoren und Saugmotoren bis hin zu Mopeds und Rollern. Und dann gibt es noch einen riesigen V12-Motor, der denselben Kraftstoff benötigt. An der Tankstelle verkauftes Benzin muss vielseitig einsetzbar sein und sowohl Leistung als auch Zuverlässigkeit bieten, unabhängig davon, in welchem Motor es verwendet wird. Man kann keinen Autofahrer abweisen, weil sein Auto zu alt oder nicht leistungsstark genug ist. Das ist einfach inakzeptabel, daher muss der Kraftstoff im Netz für alle Verbrennungsmotoren geeignet sein, die auf den Straßen unterwegs sind. »

Wenn das Thema der Qualitätsunterschiede zwischen dem Benzin von Supermarktketten und dem von großen Ölkonzernen wie Total, Shell oder BP angesprochen wird, stellt Romain Aubry ruhig die Realität des Marktes dar: „SP95 muss für alle geeignet sein und an allen Tankstellen identisch sein. Das bedeutet, dass die Industrie klare Spezifikationen für den Kraftstoff des Netzwerks festlegen muss und dass sich alle daran halten müssen. Die Vorstellung, dass Supermärkte ein anderes Produkt anbieten, ist nur ein urbaner Mythos. Die Netzwerke besitzen keine Raffinerien, daher müssen sie ihren Kraftstoff von Raffinerien, also den Ölkonzernen, kaufen. Daher ist der Grundkraftstoff in den meisten Tankstellen im Wesentlichen derselbe. Der eigentliche Unterschied liegt in den Additiven, die von den einzelnen Ölgesellschaften hinzugefügt werden, sei es Total Excellium, Shell V-Power, BP Ultimate usw. Hier liegt die Produktdifferenzierung.

Der Kraftstoff ist also die Grundlage für die Leistung und Zuverlässigkeit eines Verbrennungsmotors. Wir empfehlen Ihnen dringend, einen Kraftstoff zu verwenden, dessen Oktanzahl mindestens der für Ihr Fahrzeug empfohlenen Oktanzahl entspricht. Eine höhere RON-Zahl schadet nicht, aber eine niedrigere Oktanzahl als empfohlen kann den Motor beschädigen.