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Direkteinspritzende Ottomotoren und Dieselmotoren erzeugen Krebs

AuH. hat die Diskussion gestartet


Hallo,

im Jahr 1998 habe ich eine Diplomarbeit bei der Volkswagen AG mit dem Thema "Rußemissionen direkteinspritzender Ottomotoren - Einfluß der Betriebsbedingungen auf Partikelmasse, Partikelanzahl und Partigelgrößenverteilung" verfaßt.

Ein Ergebnis war, daß sowohl ein zum Vergleich herangezogener Diesel (VW Passat 1,9 TDI), wie auch ein Benzindirekteinspritzer polycylische aromatische Kohlenwasserstoffe erzeugen. Diese sind nachweislich krebserregend, so steht es in meiner Diplomarbeit.

Trotzdem wurde der Benzindirekteinspritzer von der Volkswagen AG danach als "FSI" in Serie gebracht.

Die Erzeugung von paK durch Diffusionsverbrennung (Tröpfchenverbrennung) ist folgerichtig. Es gibt brennende Tröpfchen, dabei "fette" Zonen mit Sauerstoffunterschuß, wo die Verbrennung unvollständig ist. Dort entsteht Ruß (Graphit) und eine Art Vorstufe vom Ruß oder auch Mini-Ruß, das sind polycylische aromatische Kohlenwasserstoffe.

Leider limitiert der Gesetzgeber diese gefährlichen Schadstoffe nicht, so daß VW diese krebserregenden PkW problemlos durch die Zulassung bekam.

Später sind auch BMW und Mercedes auf direkteinspritzende Ottomotoren übergegangen. Alle BMW Ottomotoren sind strahlgeführte Schichtlader, also Direkteinspritzer. Sie sind bei Teillast relativ sparsam - das ist ihr Vorteil.

Verantwortungsvolle dürfen daher nur Ottomotoren mit Saugrohreinspritzung fahren (oder Vergasermotoren). Bei diesem Motortyp wird der Kraftstoff verdampft und es brennen keine Tröpfchen, sondern ein Gasgemisch. Darin gibt es keine "fetten" Zonen mit Sauerstoff-Unterschuß. Den Wirkungsgrad-Nachteil der homogenen Ottomotoren kann man leicht durch ein angepaßtes Automatikgetriebe (automatisiertes Handschaltgetriebe) umgehen.

Leider sind in Deutschland Handschaltgetriebe verbreitet und der Kunde will "Durchzug" (der Fachmann sagt: Beschleunigungsreserve) im höchsten Gang. Und dabei ein sparsames Auto. Das hat zum Durchbruch der Diesel und Otto-Direkteinspritzer beigetragen. "Durchzug" erzeugt Krebs - nein danke.

Auf Wunsch sende ich gerne per E-Mail meine Diplomarbeit auszugsweise zu:

Andreas.Haeger@gmx.de

Liebe Grüße

Dr. rer. nat. Andreas Haeger (Diplom-Chemiker)

Antworten
AjH.


Hallo,

hier der Link zu den paK:

[[http://www.bilder-hochladen.net/files/lr6g-3-eccb-jpg.html]]

GDI = gasoline direct incection = Benzin-Direkteinspritzung

Und hier die mit einem Electric Low Pressure Impactor (ELPI, Dekati, Finnland) gemessenen Partikelemssionen verschiedener Benzin-Direkteinspritzer. Der VW BDI hatte gravimetrisch damals 30 g/km Partikel, was einem Diesel entsprach.

[[http://www.bilder-hochladen.net/files/lr6g-4-a87f-jpg.html]]

Die Volkswagen AG war bei der Partikelmessung 1998 relativ modern ausgestattet, neben der gravimetrischen Bestimmung gab es das ELPI und das SMPS (scanning multiple particle sizer) mit CPC (condensation particle counter).

Beim zweiten Bild ist zu beachten, daß es die Partikelmasse pro Kubikmeter Abgas ist, scheinbar wenig kann viel sein, wenn ein PkW viele Kubikmeter Abgas pro Zeiteinheit erzeugt, wie am Ende des MVEG-Zyklus, wo mit 120 km/h gefahren wird.

[[http://www.biat.uni-flensburg.de/msc/ueberblick/abgas/images/Mvegafahrzyklus.gif]]

Liebe Grüße

Andreas

AxH.


es muß mg/km heißen und nicht g/km

Mgann#024(2


Hallo Andreas,

naja viel Resonanz hast bisher noch nicht geerntet. Es scheint die Leute nicht zu interessieren.

Mir ist die Problementik bekannt. Ich habe das vor Jahren mal irgendwo gelesen. Da waren die FSI-Motoren schon ein paar Jahre auf dem Markt. Bevor ich das gelesen hatte, dachte ich die Direkteinspriztung beim Benziner wäre toll, ein weiterer Schritt nach vorne. Und bis zu jenem Artikel wurden die Direkteinspritzer ja auch immer nur positiv von VW und der Presse rübergebracht. Insofern ist es schon gut, dass du mal auf diese Problematik hinweist.

Gruß

Sspezi&aClwiddxe


Wobei mich dabei eine Sache brennend interessiert: Die Sache mit dem Katalysator! Gerade diese polyzyklichen KW und der Feinruß waren ja lange Zeit der Grund, weshalb man bei Dieselmotoren nie Katalysatoren eingesetzt hat. Die sind einfach durch den Rotz "vergiftet" bzw unwirksam geworden.

Bedeutet das nun im Umkehrschluss, dass Direkteinspritzer bzw Schichtladeottomotoren, die ja meines Wissens nach durchgehend Katalysatoren haben, mit der Zeit immer schlechtere Abgaswerte entwickeln, weil der Kat irgendwann seine Wirkung einbüßt? Oder wie löst man das Problem? Vielleicht kann da mal jemand Aufklärungsarbeit leisten.

c0omqpyMfreaxk


Zu dem Thema habe ich Fragen, die der Fachmann hier vielleicht beantworten kann.

Bei Dieselfahrzeugen sind ja seit einigen Jahren Rußpartikelfilter verpflichtend (jedenfalls wenn man sich mit dem Fahrzeug in Deutschland frei bewegen möchte). Wie effektiv sind die? Immer noch Krebserregend, bzw. hat das überhaupt etwas mit dieser Forschung hier zu tun?

Und warum schreibt die Politik das Gleiche nicht auch für Direkteinspritzer-Benziner vor? Geht das technisch nicht, oder handelt es sich um ein politisches Problem?

Ich fahre einen 1.2-Liter-Motor, und anders als man vermuten könnte, ist das noch ein "Sauger". Also wenn ich alles richtig verstehe nicht so schädlich. Dafür auch sehr "gemütlich" beim Beschleunigen. Mittelfristig wünsche ich mir aber ein E-Fahrzeug, wenn die praxistauglichen etwas günstiger geworden sind.

tehe-cDaver


Laut Umweltbundesamt stammen weniger als 1% der PAK-Emissionen aus dem Straßenverkehr. Deswegen den Einsatz von überholten Spritschluckern zu propagieren, die das größte globale Umweltproblem, nämlich die CO2-Belastung, erhöhen würden (der Straßenverkehr ist mit etwa 25% am CO2-Ausstoß beteiligt), ist schon ziemlich daneben. Vielleicht mal die eigenen Ergebnisse nicht ganz so wichtig nehmen?

S=peziaBlwiGdde


Wobei dieser Zahlenwert von 1% meineswissens die Gesamtbelastung im Durchschnitt an PAK angibt. Nun ist es aber so dass die vekehrsbedingten Emissionen gerade da entstehen, wo sich viele Menschen aufhalten, nämlich in Ballungsräumen und gerade da laufen die Motoren ja im Teillastbetrieb, was den Ausstoß erhöht. Dadurch ergibt sich gerade hier eine besonders hohe Konzentration. Man sollt edem also schon Beachtung schenken.Allerdings bin ich auch der Meinung dass man das augenmerk eher auf bessere Filtertechniken als auf Mehrverbrauch lenken sollte, aber das ist ein anders Thema

AxH.


Hallo,

an der Zahl des UBA habe ich Zweifel. Vielleicht eine ältere Zahl, als es noch nicht so viele Tröpfchenverbrenner unter den Autos gab.

Ich kann mir auch schwer vorstellen, wo die restlichen 99 % herkommen sollen. Gasöfen können es nicht sein, vielleicht Öl-Öfen. Wo gibt es so viel Diffusionsverbrennung? Industrie? Haushalt? Es gibt aber viele Diesel und Benzin-Direkteinspritzer PkW.

Bedeutet das nun im Umkehrschluss, dass Direkteinspritzer bzw Schichtladeottomotoren, die ja meines Wissens nach durchgehend Katalysatoren haben, mit der Zeit immer schlechtere Abgaswerte entwickeln, weil der Kat irgendwann seine Wirkung einbüßt?

Das Problem am Schichtlader ist, daß er bei Lambda > 1 läuft. Der geregelte Dreiwegekatalysator funktioniert daher nicht. Der VW BDI hatte daher einen Stickstoffoxid-Speicherkatalysator, der jedoch durch Schwefel-Verbindungen schnell vergiftet wurde. Daher wurde dann das schwefelarme Benzin "Super Plus" eingeführt, was man m.E. aus diesem Grund sowieso tanken sollte.

Über die Standzeit der Stickstoffoxid-Speicherkatalysatoren ist mir nichts bekannt. Man sollte regelmäßig nachmessen.

Ich weise noch einmal ausdrücklich darauf hin, daß der Vergasermotor oder der Saugrohreinspritzer vergleichbar sparsam sein kann, wie ein Benzindirekteinspritzer, wenn er richtig übersetzt wird. Der Benzindirekteinspritzer hat Verbrauchsvorteile nur im Teillastbereich (bei wenig Gas). Daher gilt die Gleichung:

Durchzug, Elastizität (Beschleunigungsreserve) beim sparsamen Handschalter = Krebserzeuger

Lösung: Automatisiertes Getriebe für den Vergasermotor/Saugrohreinspritzer, da ist die Beschleunigung durch automatisiert richtiges Schalten optimal und besser, als bei einem "schaltfaul" genutzten Handschalter.

Leider lernt man richtiges Schalten nicht in der Fahrschule und kennt auch meist nicht die Motorleistung als Funktion der Motordrehzahl.

Die Motor-Presse (Vereinigte Motorverlage, Auto Bild) trägt hier große Mitschuld, denn sie hat das "schaltfaule" Fahren, den "Durchzug" und die "Elastizität" propagiert. Viele Autofahrer sind durch die Autopresse "Drehmoment-verwirrt", sie glauben, daß Drehmoment würde irgendwas über die Fahrleistungen sagen - tut es nicht.

Nur die Motorleistung in Kilowatt zählt für die Fahrleistungen (Höchstgeschwindigkeit und Beschleunigung) und es gilt:

Leistung [kW] = Drehzahl x Drehmoment.

Liebe Grüße

Andreas

a.lisd/u


Tanken erzeugt auch Krebs. Ist beides schädlich, und auch ein interessantes Thema. Man hat sich halt dran gewöhnt.

AxH.


Hallo,

an der Tanksäule steht oft der Benzolgehalt. Der sollte möglichst gering sein und ist auch oft relativ gering. Riecht der Kraftstoff deutlich nach Benzol: Beim Tanken weit weggehen und diese Tankstelle meiden.

Ich sitze beim Tanken aus Bequemlichkeit meist im Auto und atme den Kraftstoffdampf daher kaum ein.

Falsch: Man hat sich halt dran gewöhnt und stirbt an Krebs

Richtig: Benzol muß aus dem Kraftstoff entfernt werden (chemische Umwandlungen sind möglich)

Liebe Grüße

Andreas

a$lisxdu


Ist mir bekannt. :-) Zynisch ist überhaupt die Tatsache, dass Benzol da in der Luft sein darf. Der MAK-Wert von Benzol fürs Labor ist Null.

Wollte damit auch nur audrücken, dass die meisten Leute (mich eingeschlossen) gewissermaßen faul und bequem sind. :)*

ARH.


Hallo,

noch ein Nachtrag, warum man immer schwefelarmes Super Plus tanken sollte:

Ich habe mal am Auspuff gerochen, das roch nach Schwefelwasserstoff (hoch giftig) und Schwefel-organischen Verbindungen (Vergiftungspotentiel mir unbekannt).

Bei Super Plus riecht das Abgas sehr neutral, wenn der Katalysator warm ist.

Noch so ein Thema: Die Anspringtemperatur des geregelten Dreiwege-Katalysators beträgt ca. 300 °C.

Folgerichtige Lösung: Katalysator-Heizung, dann wirkt er direkt nach dem Kaltstart. Einige Heizdrähte für einige Euro dürften reichen.

So riecht das Abgas einige Zeit nach dem Kaltstart richtig schlecht nach Schadstoffen. Der Katalysator muß eben erst durch das Abgas auf 300 °C aufgeheizt werden. Bis dahin: Gift! Alles mögliche, Aromaten, partiell oxidierte Kohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoffe, Stickstoffoxide, .......

Die Automobilindustrie baut es nicht - so gut ist sie zu uns!

Vielleicht sind 3 € für die Katalysatorheizung zu teuer ???

Liebe Grüße

Dr. rer. nat. Andreas Haeger (Diplom-Chemiker)

ELhemaliger ONutzer 3(#@479013)


@ Dr. Haeger

Wäre es dann nicht auch abwägungsbedürftig, was gesundheitsschädlicher ist - die höhere Benzolfreisetzung beim Betanken von Sauger-Benzinern oder die paK-Emission beim TDI? Welchen Einfluss hat eigentlich der Rußpartikelfilter auf das Ergebnis?

AxH.


Wäre es dann nicht auch abwägungsbedürftig, was gesundheitsschädlicher ist - die höhere Benzolfreisetzung beim Betanken von Sauger-Benzinern oder die paK-Emission beim TDI? Welchen Einfluss hat eigentlich der Rußpartikelfilter auf das Ergebnis?

Hallo,

Auch Dieselkraftstoff enthält Aromaten. Diesel-Betankung ist nicht unbedingt ungefährlicher.

Folgerichtig und gut machbar:

1. Aromatenfreie Kraftstoffe

2. Keine Tröpfchenverbrenner (Diffusionsverbrenner) -> Keine Diesel, keine Benzindirekteinspritzer

Der Rußpartikelfilter hält nach meiner Einschätzung nicht alle paK zurück. Das sind "relativ kleine" Moleküle, die einfach durch den Rußpartikelfilter hindurchgelangen. Der Ruß (chemisch: Graphit) ist m.E. relativ inert - wird zurückgehalten. Die krebserregenden paK nicht. Eine seltsame Welt.

Liebe Grüße

Andreas

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