Das Rapsöl-Abenteuer
oder: Wie man einem Dieselmotor das Rapsöl schmackhaft macht ...
Die Schlagzeile, die mich zur Jahreswende 2005/06 zum bekennenden Rapsfahrer werden ließ, lautete:
Junge Friteuse mit Raps abgefüllt!
Ein großer Artikel in der heimischen Gazette über Mitmenschen, die eine Alternative zu herkömmlichen Brennstoffen gefunden hatten. Ich war sofort begeistert von dieser Idee, Pflanzenöl (zu 7% MwSt) im Dieselmotor zu verbrennen!
Eine
gute Bezugsquelle von Informationen zu diesem Thema ist, neben anderen,
das Forum "Fahren mit Salatöl",
das ich intensiv konsultierte. Der Besuch dieses Forums ist für
Einsteiger ein Muss. In der Fahrzeugdatenbank wird man sicherlich Nützliches
über die Erfahrungen anderer mit dem eigenen Fahrzeugtyp finden.
Nach kurzer Zeit wurde mir klar, dass das Ganze nicht so ohne Weiteres in die Tat umgesetzt werden konnte:
- die Möglichkeit, ein Kraftstoffgemisch aus Diesel und Raps zu fahren, entfiel für meine Anwendung, weil meine dieselbetriebene Standheizung nun mal kein Pflanzenöl verträgt
- die Variante mit zwei Tanks jeweils für Diesel bzw. Raps erfordert neben einem zweiten Tank noch weitere zusätzliche Bauteile. Aber welche nun genau notwendig sind und was dadurch erreicht werden soll, bleibt dem geneigten Leser zunächst verborgen, weil die Meinungsvielfalt in diesem Bereich scheinbar unbegrenzt ist.
Im Folgenden werde ich versuchen, dem interessierten Laien, aber
auch dem erfahrenen Fahrzeugveredler eine mögliche Ausführung einer
Zweitank-Lösung nahe zu bringen. Das Ziel dieser Ausführung ist,
so viel wie möglich Diesel zu sparen - auf diese Art und Weise kommt
man vielleicht eines Tages gemeinsam noch weit genug mit
40 Wagen ostwärts ...
Benötigt werden für die oben angesprochene Zweitank-Lösung:
- zusätzliche Kraftstoffleitungen mit größerem Innendurchmesser. 12 bzw. 10 mm für den Vorlauf und 8 mm für die Rücklaufleitung dürfen es schon sein!
- dafür passende Schlauchanschlussstücke am Tank, an der Förderpumpe, am Dieselfilter, an der Einspritzpumpe und an den Umschaltventilen
- zwei Umschaltventile. Es sind 3/2 (sprich drei Strich zwei) Wegeventile, elektromagnetisch betätigt, federrückgestellt
- einen Kreuzstrom Wärmetauscher (WT). Der wird zwischen Dieselfilterkopf und Filter montiert, ist auch als Eckes Wärmetauscher bekannt
- eine Adapterschraube, um den WT mit dem Filterkopf zu verbinden
- 2 T-Stücke für die Einbindung des WTs in den Kühlwasserkreislauf
- ein Drosselventil, um den Kreislauf zum WT zu unterbinden, wenn nur mit Diesel gefahren wird
- die Möglichkeit, das Drosselventil vom Fahrzeuginneren aus zu bedienen
- zwei Schalter (Schließer) mit Kontrolllampe
- einen Zusatztank mit Tankgeber, Tankuhr und zumeist einem Steuerungsteil für beides
- eine Temperaturanzeige mit passendem Geber
- individuelle Halterungen für die vorgenannten Teile
- Raum, um alles im Fahrzeug unterzubringen
- Geduld, bis alles vorhanden ist ...
- Mut und Zeit, um den notwendigen Eingriff eigenhändig durchzuführen
(Anm. der Red.: reicht das wirklich?
) oder - genügend Euronen, um alles machen zu lassen! Der "Pionier der Pflanzenöltechnik" Elsbett kann hier für eine erste Anfrage hinsichtlich der Machbarkeit für das jeweilige Fahrzeug und des Preises nützlich sein.
Es geht los ...
Als ich Ende März die benötigten Teile bei ebay ersteigert hatte (Suchbegriff "PÖL"), fand ich endlich eine hydraulische Schaltung, die mir auf Anhieb gefiel.
Mit ausdrücklicher Genehmigung von Jörg ("Rapsöl-Landy"), dem an dieser Stelle nochmals Dank gesagt werden muss: Seine von mir mit leichten Veränderungen übernommene Schaltung berücksichtigt die Tatsache, dass bei allen anderen Schaltungen Pflanzenöl mit in den Dieseltank gespült wird. Dieses wird nun durch die geniale wie simple Idee verhindert, dass es gar keine Rücklaufleitung zum Dieseltank gibt. Aber auch die vorhandene Rücklaufleitung zum Rapstank wird nur kurzzeitig genutzt: Im Normalbetrieb wird das von der Einspritzpumpe zurück geförderte Fluid dem Vorlauf beigemischt.
Dadurch
ergeben sich mehrere Vorteile:
- es wird nur ein Kraftstofffilter benötigt
- der Filter wird immer wieder durch Diesel gespült, ein Dichtsetzen bei tiefen Temperaturen durch reinen kalten Raps ist somit auszuschließen
- die Förderpumpe kommt nicht mit reinem kalten Raps in Berührung.
Schaltung und Fahrbetrieb
Die von mir verwendete Schaltung (siehe Bild rechts aus einer Excel-Datei) wird in diesem Beitrag zum Download bereit gestellt (siehe auch Erläuterungen unten).
Es handelt sich dabei sechs Mal um die gleiche Hydro-Schaltung, jedoch
sind die Wegeventile dem jeweiligen Betriebszustand entsprechend dargestellt.
Die Einbindung der Wegeventile ist eine
Darstellungsart, die bei der tatsächlichen Verschlauchung vor Ort behilflich
sein kann. Schließlich muss man dann nicht mehr so genau wissen, was
im Inneren des Ventils vor sich geht, entscheidend dabei ist vielmehr,
das jeweilige Schlauchende mit dem entsprechenden Anschluss am Wegeventil
zu verbinden. Damit das zweifelsfrei richtig geschehen kann, sind die
Anschlüsse am Ventil mit den Ziffern 1, 2 und 3 gekennzeichnet. Diese
Ziffern findet man natürlich auch in den anderen Darstellungen. In Realität
sieht das Ganze dann etwa so aus wie unten im Bild "Schläuche"
...
Im Standheizungsbetrieb wird das Kühlwasser des Motors erwärmt. Das erhöht zwar den Dieselverbrauch, aber ein Kaltstart des Motors bei tiefen Temperaturen wird dadurch vermieden. Heizungs- und Kraftstoffwärmetauscher werden mit durchströmt. Die Warmlaufphase des Motors wird dadurch stark verkürzt, die Scheiben sind eisfrei und die Innentemperatur liegt deutlich über der Außentemperatur.
Beim Starten des Motors (Startstellung) sind beide Wegeventile auf den Rapstank geschaltet. Evtl. vorhandene Luft in der Einspritzpumpe kann dadurch entweichen. Nach erfolgtem Start wird das Rücklaufventil geschlossen (Rapsbetrieb): Von nun an strömt die gleiche Menge an Raps in den kurzgeschlossenen Kreislauf wie die von der Einspritzpumpe eingespritzte Menge. Die Mischungskonzentration Raps/Diesel nimmt dabei zu. Gleichzeitig steigt die Kühlwassertemperatur und somit auch die Temperatur des Gemisches. Die Konzentration folgt dabei einer auf der Seite liegenden Parabel [f(x)=Wurzel aus x]. Es wird also niemals reines Pflanzenöl eingespritzt, andererseits aber auch niemals reiner Diesel.
Während des Umbaues habe ich die von der Einspritzpumpe zurück geförderte Menge gemessen:
Im Leerlauf (720 1/min) waren es ca. 0,6 l/min und bei ca. 2000 1/min ungefähr 0,75 l/min. Der Rücklaufvolumenstrom steigt nicht linear mit der Drehzahl, weil ein Druckbegrenzungsventil innerhalb der Einspritzpumpe einen Teilstrom zur Saugseite der Pumpe zurückleitet.
Bei konstant 90 km/h verbraucht mein LR130 so um die 9l auf 100km. Also 8,1 l/h oder 0,135 l/min. Dies für eine ungefähre Vorstellung von den Größenordnungen der einzelnen Volumenströme.
Im Kurzstreckenverkehr schalte ich nach ungefähr einem Drittel der Gesamtstrecke das Vorlaufventil auf den Dieseltank (Dieselbetrieb), um eine ausreichende Anreicherung mit Diesel für den nächsten Kaltstart zu gewährleisten. Bei langen Strecken mit Fahrtunterbrechung von mehr als vier Stunden (Sommer) bzw. zwei Stunden (Winter) wird das Vorlaufventil ca. 10 km vor dem Ende der Fahrt umgeschaltet.
Wenn man das mal vergisst, kann das Rücklaufventil bei laufendem Motor zum Spülen des Einspritzsystems genutzt werden (Spülstellung). Jedoch gelangt mit der Länge der Zeit eine immer größere Menge Diesel mit in den Rapstank.
Sollte - aus welchen Gründen auch immer - vergessen worden sein, das Rücklaufventil zu schließen, wird in letzter Konsequenz der gesamte Dieseltankinhalt im Rapstank landen! Dann bleibt nur zu hoffen, dass dort genug Raum vorhanden war ...
Merke: Wenn es am Einfüllstutzen tröpfelt, ist der Tank bereits unter
Druck überfüllt worden. Jetzt nur nicht den Einfüllstutzen öffnen, sonst
gibt es eine Riesensauerei! (Soll schon vorgekommen sein ...
)
Hindernisse ...
Aber bis es soweit ist, gilt es erst einmal die Punkte 1 bis 15 abzuarbeiten oder sich doch für den Punkt 16 durchzuringen ...
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Neben ebay besuchte ich mehrfach Schrottplätze: Schlauchleitungen und Schlauchschellen warten dort nur so in Hülle und Fülle. Auch mein Tank stammt von dort, mit Tankgeber und Einfüllsystem, ebenso das Drosselventil mit Bowdenzug. Die Tankuhr leider nicht! Das war ein Riesenfehler: Die Uhr zeigte Halbvoll bei leerem und Leer bei vollem Tank an! Auch durch Anschlussänderung des Widerstandes im Tankgeber lässt sich die Bandbreite der Anzeige nicht korrigieren. Voll bedeutet jetzt zwar, dass der Tank wirklich befüllt ist, aber bei Halbvoll ist er in Wirklichkeit leer ..!
Abhilfe: Tank, Tankgeber, Steuergerät und Tankuhr sollten vom gleichen Hersteller stammen, aber auch dann soll es Abweichungen in den Baujahren geben.
Ein Lieferant für Hydraulikanschlusssysteme war sehr hilfreich und geduldig (ich musste etliche Teile umtauschen) bei meinen Wünschen nach Übergangsstücken für die Wegeventile und Kraftstoffschlauchleitungen ...
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Trotzdem mussten einige Anschlussstücke individuell angefertigt werden (größere Anschlüsse am Tank und an der Förderpumpe, T-Stücke für die Abzweige im Kühlwassersystem). Auch der Raum für die einzelnen Komponenten musste gefunden werden: Hierfür war der Scheibenwaschwasserbehälter an einem anderen Ort neu zu befestigen. Für die anzeigenden Messgeräte, den Ventilsteller und die Schalter war ein großer (hätte größer sein dürfen) Einschnitt ins Armaturenbrett notwendig. Auch der Ventilsteller war ein Problem, dass es zu lösen galt. Aber nach und nach näherte ich mich Punkt 15!
Wer jemals eine Wasserleitung in der Wand angebohrt hat, weiß, was
es bedeutet, diesen Schaden dauerhaft zu beheben. Und ich musste nun
wissentlich diverse Leitungen komplett durchschneiden ...
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Doch es funktioniert!
Nun, es funktioniert alles so, wie es vorausgesagt wurde. Einzig dicht muss alles sein, sonst gibt es Luftprobleme. Das Betanken mittels Literflaschen vom Aldi dauert und bedarf einer ruhigen Hand. Übrigens: Wenn man, so wie ich, die leeren Flaschen aufrecht im Karton sammelt und nach ein paar Tagen erneut entleert, kommt noch so Einiges an Kraftstoff zusammen. Die Fahrt nach Bad Kissingen und zurück über Berlin nach Bremen verschlang 150 Flaschen. Nach der Restentleerung waren doch glatt noch 1,5 Liter zur weiteren Verwendung übrig ..!
Eine
Auffälligkeit will ich nicht verschweigen: Im Leerlauf bei aufgeheiztem
System (etwa im Stau auf der Autobahn oder nach einer langen Rotphase)
entweicht dem Auspuff beim Wiederanfahren eine dichte hellblaue Abgaswolke.
Mir war und ist nicht recht wohl bei dem Anblick. Jörgs Kommentar zu
meiner Schilderung: "Musst du halt etwas mehr Gas geben im Stand
..."
Es wird unverbranntes Pflanzenöl sein, weil bei der geringen Einspritzmenge im Verhältnis zur angesaugten Luftmenge im Leerlauf die Temperatur im Brennraum stark abnimmt. Diesen Betriebszustand gilt es natürlich durch rechtzeitiges Umschalten auf den Dieseltank zu vermeiden. Ein Anbieter für LKW-Umrüstungen weist in seiner Anlagenbeschreibung darauf hin, dass seine Anlage eine automatische Umschaltung für diesen Betrieb beinhaltet.
Ziel des Ganzen war vor allem, (mineralischen) Diesel zu sparen,
deshalb auch die Überlegung, bei der Umrüstung gleichzeitig an den Anschluss
von Tagfahrlicht zu denken. Gibt es von Hella. Als einzelne Lampe oder
als Lampenset. Da ich die Verdrahtung mit Umschaltrelais schon fertig
vormontiert hatte, war die Entscheidung einfach: Zwei einzelne Lampen
für 46 EUR (Typbezeichnung: 2PT 008 935) samt einem Halter, der diese
Bezeichnung nicht verdient (beim Versuch die Lampe einzusetzen, bricht
garantiert ein Clip weg bzw. er hält was er verspricht und gibt sie
nicht mehr her ...
).
Eine echte Fehlkonstruktion!
Aber nach so vielen angepassten Konstruktionen kam es auf diese eine auch nicht mehr an.
Also Skandinavien kann kommen. Mit 2 mal 17 W für den Tag! Für die
Geizkragen unter uns: die Beleuchtung gibt es auch mit je 5W ..!
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Erläuterung zu den Schaltbildern
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(Zur
Anzeige der PDF-Dokumente wird der frei erhältliche
1. Nachtrag, Juli ´06: Preiserhöhung ...
Aldi Nord hat den Rapspreis erhöht! Von 79 auf 85 Cent/Liter!
Es wird auch für mich allmählich Zeit, über die Anschaffung eines IBC´s (Kunststofftank in Metallgitterbox auf Europalette) nachzudenken. Klar, dass Sankey I dann zum Rapstransporter umgebaut wird. Aus Fahrzeug- und Aufbauart "offener Kasten" wird dann wohl "Fahrgestell mit Wechselaufbauten" in Ziffer 1 des Fahrzeugbriefes werden. Aber das bleibt abzuwarten ...
© 2006 Text/Fotos/Schaltpläne: Kurt Ohlendorf
Und noch mehr vom Autor ...
Schon im Vorjahr gab es in dieser Rubrik einen Beitrag von Kurt Ohlendorf - auch der ein Leckerbissen für technisch bewanderte Leser:
