Kurzes Innehalten des Downsizings nach Klopfzeichen aus dem Motor

Ausgeknockt?

Wissenschaftler wollen das gefürchtete Klopfen enträtselt haben. Obwohl sie dabei nur längst Bekanntes gefunden haben versprechen sie den Motorenbauern nun noch höhere Literleistungen. Die Effizienz soll so um bis zu 30 Prozent steigen. Wenn das mal gut geht

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Lesezeit: 13 Min.
Von
  • Florian Pillau
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München, 16. April 2013 – Auto-Praktiker und aufmerksame Menschen mit guten Ohren kennen das Phänomen, insbesondere, wenn sie mit älteren Otto-Motoren befasst waren: Das sogenannte Klingeln oder Klopfen. Benannt ist es nach dem charakteristischen Geräusch, das je nach Motor, Belastung und Drehzahl eher hoch (ähnlich Nägeln, die in unregelmäßiger Folge auf eine Blechplatte fallen), dumpf hämmernd, klackend oder auch nagelnd wie bei einem Dieselmotor tönen kann. Anglophone nennen es „knock“ und das Phänomen kann tatsächlich schnell einen veritablen Knockout für den Motor bedeuten. Denn ausgelöst wird es von Explosionen – und die haben in einem Verbrennungsmotor – der Name sagt es – nichts zu suchen!

Möglicher Knockout

Die Verbrennungsgeschwindigkeit, mit der sich die Flammfront von der Zündkerze kugelförmig ausbreitet, liegt bei Ottomotoren etwa im Bereich zwischen 20 und 35 m/s, das ist der Normalfall. Nur bei Selbstentzündung des Gemischs kann es zu unerwünschten Explosionen und sogar Detonationen kommen. Die Neigung des des Treibstoffs zur Selbstenzündung ist abhängig von seiner chemischen Zusammensetzung. Die Oktanzahl ist ein Maß für die Empfindlichkeit für Selbstentzündung von Ottokraftstoffen. Eine hohe Oktanzahl bedeutet einen langen Zündverzug oder eine geringe Zündwilligkeit des Kraftstoff-Luft-Gemisches. Anders ausgedrückt: Je kürzer der Zündverzug ist, desto höher ist die Gefahr der Selbstzündung. Um den Wirkungsgrad heutiger Motoren erreichen zu können, wurde die Klopffestigkeit des Sprits durch Additive ab den 1930er-Jahren immer weiter heraufgesetzt – analog der steigenden Verdichtung und Literleistung der Motoren.

Gefährliches Störfeuer

Eine Explosion hat eine Flammfrontgeschwindigkeit zwischen 100 und 500 m/s, eine Detonation mehr als 500 m/s. Der Unterschied zur Verbrennung ist gewaltig: Während diese im Motor den Druck erzeugt, mit dem der Kolben die Kurbelwelle dreht, ist der plötzliche, kurzfristige Druckaufbau bei einer Explosion nicht nur ineffizient, sondern zerstört über kurz oder lang auch den Motor.