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KFZ-Wissen › Klopffestigkeit

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Was ist Klopfen?
Klopfen entsteht im Brennraum des Motors durch die ungewollte und ungesteuerte Frühzündung des Brennstoff-Luft-Gemisches, häufig bei Antrieben mit sehr hoher Verdichtung. Die charakteristischen Klopfgeräusche entstehen hierbei durch das im Brennraum verfrüht gezündete, explodierende Brennstoff-Luft-Gemisch. Brennraum sowie angrenzende Bauteile werden dabei stark beansprucht, korrodieren und verschleißen stärker und haben dabei nicht nur eine geringere Lebensdauer, sondern sind eher ausfallgefährdet.

Selbstzündung
Die Selbstzündung des Brennstoff-Luftgemisches, also Zündung ohne Zündquelle ist bei Dieselmotoren grundlegend funktional und gewollt, bei Ottomotoren hingegen jedoch unerwünscht.

Klopffestigkeit als Maß
Die Klopffestigkeit eines Brennstoffes (Ottokraftstoff, Benzin) bezeichnet die Eigenschaft, sich möglichst nicht ungesteuert, und damit verfrüht selbst zu zünden. Ein Maß für die Ausprägung dieser Eigenschaft in einem Brennstoff ist die Oktanzahl, und bezieht sich auf die chemische Zusammensetzung des Brennstoffes. Während unverzweigte Kohlenwasserstoffe eine Neigung zur Selbst- und damit Frühzündung besitzen, verfügen verzweigte, gesättigte Kohlenwasserstoffe über eine hohe Festigkeit gegen Klopfen. Das bedeutet, ein möglichst hoher Anteil an verzweigten Kohlenwasserstoffen im zu verwendenden Brennstoff bzw. Brennstoff-Luft-Gemisch wäre günstig.

Dem Klopfen entgegenwirken
Früher wurde dem Brennstoff z.B. Bleitetraethyl zugegeben, welcher bei hohen Temperaturen u.a. zu Ethylradikalen zerfällt. Diese wiederum haben freie Kraftstoffradikale abgefangen und so eine vorzeitige Explosion des Brennstoff-Luft-Gemisches verhindert. Aufgrund seiner Höchstgiftigkeit und Umweltschädlichkeit ist der Einsatz solcher Antiklopfmittel allerdings gesetzlich verboten worden.
Zur Schonung des Antriebssystems werden heutzutage einerseits korrosionsfeste(re) Ventilstähle eingesetzt, andererseits hat sich auch die Zusammensetzung der Kraftstoffe (Stichwort verzweigte Kohlenwasserstoffe) verbessert.

Somit tragen qualitativ hochwertige Kraftstoffe sowohl zu einer längeren Lebensdauer des Motors bzw. einzelner Bauteile bei, als auch zu einer effektiv(er)en Kraftstoffverbrennung bzw. einem höheren Wirkungsgrad.