Biodiesel: Der Verbrauch von Biokraftstoffen nahm 2022 deutlich zu und die eingesetzten Rohstoffe veränderten sich rasch – infolge erwarteter politischer Maßnahmen zur Förderung von Biodiesel. Darüber hinaus führten geopolitische Ereignisse zu einer Verknappung des konventionellen schwefelarmen Diesels (ULSD).

Der Verbrauch dieser Nicht-Standardmischungen wurde dadurch gefördert, dass die Behörden in vielen Regionen den Einsatz von Biodiesel vorschrieben oder durch finanzielle Anreize förderten. In anderen Regionen führten die Auswirkungen des Krieges in der Ukraine sowie politische Unruhen zu einer Verknappung von handelsüblichem Diesel.

Als Reaktion darauf beschleunigten Fuhrparks den Einsatz verschiedener Biodiesel – Blends, darunter B5, B10 und B15, die zunehmend aus nicht standardmäßigen Rohstoffen wie gebrauchtes Speiseöl und tierischen Fetten hergestellt wurden. Nach einiger Zeit exportierten die Vereinigten Staaten weniger ULSD, sodass alternative Dieselvorräte von zweifelhafter Qualität auf immer längeren Fahrten mit Tankschiffen transportiert werden mussten.

 

 

Die Veränderungen in der Biodieselmischung vollzogen sich rasch und hatten eine Folge, mit der niemand gerechnet hatte: ein vorzeitiges Verstopfen der Kraftstofffilter. Dies war bei einem weltweit tätigen Erstausrüster (OEM) der Fall, der etwa zur gleichen Zeit, als diese neuen Kraftstoffmischungen auf den Markt kamen, einen neuen Motor auf den Markt brachte.

Bei Einsätzen des neuen Dieselmotors weltweit wurde ein vorzeitiger Verschleiß des Kraftstofffilters festgestellt, was zu einem um 30 bis 50 % kürzeren Wartungsintervall als erwartet führte.

Die Filter waren mit einer ungewöhnlich großen Menge an weichen, gelartigen Ablagerungen von ultrafeiner Beschaffenheit (1 bis 2 μm) verkrustet. Die chemische Analyse ergab, dass es sich bei den Ablagerungen um Carboxylate von Metallsalzen handelte. Aber woher kamen sie?

 

Das Team von Fleetguard, bestehend aus Ingenieuren, Chemikern, Biologen und Spezialisten, machte sich daran, den Grund dafür zu finden.

In enger Zusammenarbeit mit dem Motorenhersteller hat Fleetguard weltweit an zahlreichen Standorten Kraftstoffproben entnommen und analysiert. Dabei stellte sich heraus, dass die Verunreinigungen aus dem Kraftstoff selbst stammten.

„Keine der Kraftstoffproben wies einen nennenswerten Gehalt an Carboxylaten auf, was uns zu der Frage veranlasste, ob sich die Verunreinigungen im Motor selbst gebildet hatten“, sagte Karthik Jayaraman, technischer Leiter des Projekts.

Nachdem Kraftstoffproben durch Testzellen geleitet worden waren, die die Bedingungen im Motor und im Kraftstoffsystem simulierten, bestätigten die Spezialisten von Fleetguard, dass sich die Carboxylate unter den hohen Temperaturen und Drücken moderner Hochdruck-Common-Rail Einspritzsysteme (HPCR) im Motor bildeten. Der verbrannte Kraftstoff, der die neu gebildeten Carboxylate enthielt, wurde durch das System zurückgeführt. Dies ist auf dem Bild oben auf der Seite zu sehen

 

Nachdem das Team nun verstanden hatte, was vor sich ging, galt es zu klären, wie die Filterkonstruktionen angepasst werden mussten, um das Problem zu beheben.

„Unsere Filter filterten und banden die Partikelgrößen der vorhandenen Verunreinigungen mit sehr hoher Effizienz“, sagte Jay Stevenson, Leiter der Schulungsabteilung für Nordamerika bei Fleetguard Wir stellten jedoch fest, dass der Filter nicht in der Lage war, die Menge an weichen organischen Rückständen aufzunehmen, die bei den neuen Biodieselmischungen anfielen und die weitaus größer war als das, was wir bisher bei herkömmlichen ULSD-Kraftstoffquellen beobachtet hatten.

Der urspünglich von Fleetguard für den Motor gelieferte Kraftstofffilter verfügte über eine Nanofasertechnologie namens NanoNet, die Motoren mit engen Toleranzen effektiv vor Partikeln wie Sand und Staub schützt. Nach der Evaluierung verschiedener Filtermedienkombinationen entschieden sich die Experten von Fleetguard dafür, eine Glasfaserschicht hinzuzufügen, die die großen Mengen an weichen Verunreinigungen, auf die sie stießen, zurückhalten und dennoch die ursprünglichen Wartungsintervalle der Erstausrüster (OEM) einhalten würde.

Tests haben diesen Ansatz bestätigt Die neu entwickelten Filter bieten im Vergleich zu unserem ursprünglichen Filterdesign eine siebenmal längere Lebensdauer und eine mehr als doppelt so hohe Carboxylat-Abscheideleistung.

Fleetguard hat seine überarbeiteten Filter zudem mit einem Filter eines Mitbewerbers verglichen, den der OEM in die engere Wahl gezogen hatte. Erste Tests deuteten darauf hin. dass der Filter eines Mitbewerbers eine längere Lebensdauer als der Originalfilter haben würde. Weitere Tests zeigten jedoch, dass der Filter des Mitbewerbers Verunreinigungen weniger wirksam zurückhielt, was eine längere Lebensdauer erklärte. Diese Tests zeigten, dass das ursprüngliche Filterdesign mehr weichere Verunreinigungen entfernte als der Filter des Mitbewerbers, sagte Jayaraman.

Die Ergebnisse dieses Tests gaben dem OEM die Gewissheit, dass die neuen Filter die vorgegebenen Wartungsintervalle einhalten können.

 

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Dieser Artikel erschien erstmals im Mai 2024 im Magazin „Fleet Equipment“ https://www.fleetequipmentmag.com/why-fuel-filtration-science-matters/