Der Dieselmotor auf Fernreise – Probleme und Lösungen

Auf Reisen wird ein moderner Dieselmotor mit Problemen konfrontiert, die in unseren Breitengraden unbekannt sind oder nur selten auftreten. Die zunehmend sensible Technik, die unsere Luft sauberer machen und den Verbrauch senken soll, hat ihre Tücken, wenn sie anstatt eines fein aufbereiteten Dieselöls irgendeine Plörre serviert bekommt. Auch bisher unerreichte Höhen lassen den Motor mehr als nur schnaufen. Wir erklären, welche Probleme ein Dieselmotor auf Fernreisen haben und was ihr dagegen tun könnt.

Der Dieselmotor war bisher der Fernreise-Motor schlechthin. Schließlich enthält Diesel mehr Energie als Benzin und ermöglicht dadurch ein sparsameres Fahren. Zudem ist Diesel sicherer zu transportieren, da sein Flammpunkt deutlich höher als der von Benzin ist. Große Vorteile sieht Klaus Därr, Fernreisender und Autor vieler Reisebücher, außerdem in der weltweiten Verfügbarkeit und im Preis des Kraftstoffs. Diesel ist in den meisten Ländern billiger als Benzin. Wer die Preise vergleichen möchte, kann dies auf GlobalPetrolPrices.com tun.

Dieselmotoren gelten als robust und sind für lange Laufleistungen bekannt. Die Technik ist, zumindest bei älteren Motoren, simpel. Diesel-betriebene Motoren lassen sich auch leichter für extremere Einsätze präparieren, denken wir nur an die Watfähigkeit. Im LKW-Bereich gibt es im Grunde keine Alternative mehr, wenn wir von einigen alten Exoten absehen. Vieles spricht daher für den Dieselmotor.

Mehr Technik für mehr Leistung und Umweltschutz führt zu anfälligeren Motoren

Doch um höhere Leistungen und weniger Verbrauch in den modernen Motoren zu erreichen, sind eine Computersteuerung und höhere Einspritzdrücke nötig, die eine feinere Zerstäubung und niedrigeren Verbrauch ermöglichen. Jeder Tropfen Sprit muss immer effizienter ausgenutzt werden.

So erreichte VW als erster Motorenhersteller weltweit bereits 1998 die Euro-4-Abgasnorm. Dazu setzte VW auf das direkt-einspritzende Pumpe-Düse-System, mit dem zu damaliger Zeit sehr hohen Druck von 2.000 bar. Common-Rail-Motoren lagen da bei 1.300 bar. Mittlerweile sind die Pumpe-Düse-Systeme durch Common-Rail Systeme abgelöst worden. Sie erreichen mittlerweile ebenfalls 2.000 bar und mehr. Sie lassen sich viel genauer steuern und sind mit zunehmender Zylinderanzahl billiger. Das hat Folgen, die Belastungen der Einspritzsysteme werden durch den höheren Druck zunehmend größer und sie werden immer präziser und filigraner.

Abgasnormen verlangen den heutigen Motoren einiges ab

Am 01. Januar 2000 rückte der Gesetzgeber erstmals den giftigen Stickoxiden mit der Euro-3-Norm auf den Leib. Neuzugelassene Diesel-PKW durften nunmehr maximal 500 mg/km giftiges NOx ausstoßen. Hersteller bauten daraufhin Abgasrückführungssysteme ein, bei denen Abgase der Frischluft zugeführt werden. Das entzieht der Verbrennung im Zylinder Sauerstoff und senkt die Stickoxidbelastung.

Ab Euro-5 hat der Dieselmotor fast immer eine Abgasrückführung, da ansonsten der nun geforderte Grenzwert von 180 mg/km nicht zu erreichen wäre. Die Abgasrückführung hat ihren Preis. Mehr Ruß und verkokste Ansaugbrücken. Den Ruß müssen jetzt Dieselpartikelfilter zurückhalten, Probleme mit zugeschmodderten Krümmern überlässt die Industrie dem Fahrzeugbesitzer.

Mit der Euro-6-Norm soll der Stickoxid-Ausstoß weiter verringert werden. Durch innermotorische Maßnahmen und zusätzlicher Abgasnachbearbeitung versuchen die Hersteller den nun geforderten Grenzwert von 80 mg/km zu erreichen.

Zu diesem Zweck kommen Speicherkatalysatoren oder SCR-Katalysatoren (Selektive katalytische Reduktion) zum Einsatz. Speicherkatalysatoren sind teuer, dafür aber betriebssicher und leider schon oberhalb der PKW-Kompaktklasse überfordert. In größeren Geländewagen und LKW kommen daher SCR-Katalysatoren zum Einsatz. Sie spritzen die NOx-reduzierende wässrige Harnstofflösung AdBlue in den Abgasstrom, die natürlich mitgeführt werden muss.

Sensoren überwachen das gesamte System

Um die größtmögliche Effizienz und die heute nötige Umweltverträglichkeit zu erreichen, sind die heutigen Motoren computergesteuert und haben eine Vielzahl von Sensoren. Mit ihnen werden alle relevanten Betriebs- und Umgebungsparameter überwacht, um den Motor im optimalen Betriebsbereich zu halten. Fallen die Sensoren aus oder liefern sie falsche Werte, quittieren die heutigen Motoren das mit Leistungsverlust, Notlauf oder verweigern gänzlich den Dienst.

Mit Hilfe der Sensoren wird zudem die Einhaltung der Abgasgrenzwerte überwacht, denn die seit 2014 für PKW-Neuzulassungen gültige Euro-6-Norm brachte eine einschneidende Änderungen mit sich. Erstmals wird der Motor zwangsabgeschaltet, wenn die geforderten Umweltschutz-Regularien nicht eingehalten werden. Egal wo sich der Reisende sich gerade befindet.

Für Klaus Därr bleibt der Dieselmotor dennoch der Fernreisemotor schlechthin. „Für die technischen Probleme können Lösungen gefunden werden. Oder man greift auf ein älteres Modell mit weniger Technik zurück.“, rät Därr.

Mit welchen Problemen müssen Fernreisende mit einem modernen Dieselmotor rechnen?

Ian Penny von Ricardo führt folgende Problembereiche auf:

• die Qualität der Betriebsstoffe Diesel und Öl und ihr Einfluss auf das Spritsystem (Leitungen, Filter, Einspritzpumpe, Düsen)
• die Abgasnachbearbeitung (Katalysatoren, Abgasrückführung, Dieselpartikelfilter)
• Umgebungsparameter (Höhe, Temperatur).

1. VERUNREINIGTER ODER NICHT NORMGERECHTER DIESEL

Das Spritsystem fördert den Diesel aus dem Tank zum Einspritzsystem. Dieses spritzt den Diesel mit hohem Druck über eine oder mehrere Pumpen durch feine Düsen im richtigen Moment in den Zylinder.

Dieses System aus Förder- und Einspritzpumpen mit ihren hochbelasteten, beweglichen Teilen und Düsen ist auf die Schmierung durch den Diesel angewiesen. Der Treibstoff muss die notwendige Schmierfähigkeit besitzen. Bei schwefelarmen Dieselsorten wird diese über Additive und den Bioanteil erreicht. Bei stark schwefelhaltigem Diesel, entstehen andere Probleme, die weiter unten beschrieben werden.

Der Treibstoff muss frei von Partikeln wie Rost oder Sand sein. Solche Stoffe verstopfen Leitungen und können empfindliche mechanische Teile wie die Spritpumpe, Einspritzpumpe oder die Injektoren beschädigen.

Chemische Bestandteile, die nicht in den Diesel gehören oder in den falschen Mengen vorhanden sind können zu Langzeitschäden durch Korrosion führen, warnt Ian Penny. Diese Stoffe oder Endprodukte die bei ihrer Verbrennung enstehen können Metalle, Beschichtungen und Dichtungen im Motor angreifen und Langzeitschäden verursachen.

Damit der Dieselmotor störungsfrei und mit voller Leistung laufen kann, sind je nach Motortyp bestimmte Cetan-Werte des Diesels gefordert. Die Cetan-Zahl gibt an, wie zündwillig der Diesel ist. Je höher die Zahl, desto zündwilliger. Seit vielen Jahren hat sich der Direkteinspritzer mit über 1.000 bar Einspritzdruck durchgesetzt. Diese Motoren benötigen sehr zündwilligen Diesel, also eine hohe Cetan-Zahl.

Bei einem alten Vorkammerdiesel hingegen, in dem der Sprit zunächst in eine kleine Kammer eingespritzt wird, kann es bei Diesel mit zu hohem Cetan-Wert zu klopfenden Frühzündungen und ernsthaften Schäden kommen. Veredelte Dieselsorten mit höheren Cetan-Werten sollten Fahrer dieser Wagen meiden.

Umgekehrt kann ein Direkteinspritzer Schäden erleiden, wenn durch eine zu niedrige Cetan-Zahl der Zündverzug zu groß wird. Auch hier entsteht eine zu starke klopfende Verbrennung, die zu übergroßen Druckspitzen führt. Diesel nach der europäischen Norm EN590 hat eine Mindest-Cetanzahl von 51. In der Praxis liegt sie bei 52.

In anderen Ländern sind unterschiedliche Cetan- und Schwefelwerte im Diesel ganz normal. In Südamerika werden oftmals zwei Dieselsorten angeboten. LKW-Diesel mit hohem Schwefelgehalt, beispielsweise in Argentinien mit 500 ppm Schwefel und 50 Cetan. Der PKW-Diesel hat dort 50 ppm und 50 Cetan. In den USA hingegen ist der Schwefel auf europäischem Level von 10 ppm, aber die Cetanzahl liegt bei 40.

Wasser und Schmutz

Die Mechanik von Einspritzpumpen, egal welcher Generation, ist auf Schmierung angewiesen. Wurden anfänglich die Pumpen noch getrennt mit dem Motoröl geschmiert, gibt es heute nur noch Systeme, bei denen der Diesel die Schmierung übernimmt. Wasser ist der Feind der Schmierung und fördert zudem Korrosion. Wasser hat eine von Diesel unterschiedliche Dichte, was in dem Hochdrucksystem der Einspritzpumpe zu schädlichen Effekten wie Kavitation führen kann, erklärt Ian Penny. In Europa sind maximal 200 Milligramm Wasser pro Kilogramm Diesel erlaubt.

Wie kommt Wasser in den Diesel?

• Bioanteile im Diesel
  Es hält sich immer noch das hartnäckige Gerücht, dass Biodiesel schlechter schmiere. Das ist falsch. Im Grunde ist es auch egal ob der Bioanteil besser oder schlechter schmiert. Hält der Diesel die Norm EN590 ein, schmiert er ausreichend gut. Meistens übertreffen die angebotenen Dieselsorten diese Norm um ein Vielfaches, denn jedem Diesel sind Schmierzusätze beigemischt. Aber so ganz unschuldig an schlechter Schmierung ist der Bioanteil im Diesel nun doch nicht. Er besteht aus Fettsäuremethylester (FAME) und ist hygroskopisch, das heißt, er zieht Wasser an. Das ist vor allem bei der längeren Lagerung von Diesel problematisch. Je mehr Wasser der Diesel enthält, desto schlechter schmiert er.
• Tankentlüftungen und Öffnungen
  Der Diesel wird vom Tank zum Motor befördert. Die nicht verbrauchten Mengen fließen erwärmt in den Tank zurück. In Folge dehnt sich sich die Luft im Tank aus und wird über ein Entlüftungsventil abgeführt. Kühlt die Luft wieder ab, lässt das Ventil Außenluft zurück in den Tank strömen und befördert so über die Luftfeuchtigkeit Wasser in den Tank. Hier hatten Stahltanks früher Probleme, denn sie rosteten durch die kondensierte Luftfeuchtigkeit von innen nach außen durch. Auch undichte Tankdeckel, die Regen und bei der Fahrt aufgewirbeltem Wasser ausgesetzt sind, lassen den Wassergehalt im Tank steigen. Sand und anderer Schmutz kann ebenfalls so in den Tank gelangen. Auch über poröse Schläuche und defekte Tankentlüftungen kann Wasser in den Tank gelangen. Das sei ein häufiges Problem bei Land Rover Defendern, das in der Vergangenheit sogar zu Rückrufen führte, weiß Ralf Ehlermann vom re-Rallye- und Expeditionsservice zu berichten.
• Unsachgemäße Lagerung
  Undichte Lagertanks oder defekte, nach oben offene Tankentlüftungen sind bei uns kein Problem, mit dem Tankstellen und Verbraucher zu kämpfen haben. Sie können aber in Ländern mit schlechter Infrastruktur auftreten. Nach Regenfällen kann Wasser durch Lecks oder Überflutungen in die Tanks eindringen.
• Missachtung der Normen
  Ein weiterer Grund für Wasser im Diesel kann schlichtweg kriminelle Energie sein. Das ist besondern in Ländern ein Problem, die mit minderwertigem Diesel versorgt werden und in denen es nur unzureichende oder keine Qualitätskontrollen gibt.

Dieselpest

Das Wasser im Diesel ist die Basis für ein weiteres Problem, welches für Verstopfungen sorgt: Die Bildung von Mikroorganismen wie Bakterien und Schimmelpilze im Tank.

Die Mikroorganismen ernähren sich von den Kohlenwasserstoffen und den Bioanteilen im Diesel. Dadurch bildet sich eine Art Schlamm, der Filter und Leitungen verstopft. Zudem greifen Ausscheidungen der Mikroorganismen Metalle an.

Was ist zu tun?

• Kenntnis des eigenen Fahrzeugs
  Welcher Typ Einspritzsystem ist eingebaut? Ist es ein Vorkammerdiesel, Pumpe-Düse, Direkteinspritzer mit oder ohne Common-Rail? Welche Abgasnorm erfüllt der Motor? Gibt es im Handbuch, sofern vorhanden, Informationen zu den benötigten Betriebsstoffen? Je älter der Wagen ist, desto schwieriger könnte es werden, dazu etwas zu finden, da es früher einfach nicht so viele Sorten, Regularien und Normen gab.
• Kenntnis des Spritsystems
  Wo sitzt der Dieselfilter? Hat der Dieselfilter einen Wasserabscheider und wie wird dieser bedient? Wo sitzt die Pumpe? Ist die Pumpe gut zugänglich und wird sie selbst durch einen Filter geschützt? Bei den Land Rover Defender Modellen mit Td5 oder Td4 mit 2,2-Liter-Motor sitzt die Pumpe im Tank und ist nur schwer zugänglich. Sie ist nicht durch einen Filter geschützt. In solchen Fällen ist es sinnvoll, vor der Reise einen Zugang durch eine Klappe zu schaffen oder die Pumpe stillzulegen und nach außen zu verlagern. Der Handel bietet Umrüstsätze an.
• Informieren
  Über die Schwefel- und Cetanwerte kann sich der Reisende vorab informieren. Eine absolute Sicherheit ergibt das nicht, da die tatsächliche Zusammensetzung vor Ort nicht kontrolliert werden kann, aber es hilft bei der Planung. Auf der Webseite des Umweltprogramms der Vereinten Nationen „UNEP“ können Informationen zu den Abgasnormen, dem Schwefelgehalt und weiteres einzelner Regionen gefunden werden, ebenso gibt es dort eine Karte für den Schwefelgehalt im Diesel, Stand Dezember 2016. Eine weitere Quelle sind die Erfahrungen anderer Reisender.
• Zusätzliche Filter und Wasserabscheider
  Bereits in unserem Artikel über Zweitaktöl im Diesel mahnte Hessens größter Dieselmotoren-Instandsetzer, sich mehr um die Filtertechnik als um die Schmierfähigkeit des Diesels zu kümmern. Denn Normdiesel erfüllt alle Anforderungen an die Schmierfähigkeit. Bei Schäden ist die Ursache meist ein fehlender Filter. Der Filter hat beim Schutz der immer empfindlicheren Systeme eine besondere Bedeutung. Ist er entsprechend konstruiert, übernimmt er auch die sehr wichtige Aufgabe des Wasserabscheidens. Eines der wichtigsten Maßnahmen zur Reisevorbereitung ist bei Fernreisefahrzeugen daher, ein gutes Filtersystem nachzurüsten. Das empfiehlt auch der erfahrene Afrikafahrer Ralf Ehlermann. Manche Spritsysteme, meistens bei Common-Rail-Motoren, benötigen Handpumpen zum Entlüften des Spritsystems. Auch hier können Filter weiterhelfen, wenn sie mit einer Handpumpe ausgestattet sind.Bewährt haben sich beispielsweise Separ- oder Parker Racor-Filter. Werkstätten oder Expeditionsausrüster, die Erfahrung mit Fernreisemobilen haben, können den richtigen Filter nennen und wissen, wo er eingebaut werden kann.

  Ein nachgerüsteter Filter kann innerhalb der Gewährleistung Probleme machen. Im Falle eines Schadens wird der Hersteller vermutlich die kostenfreie Reparatur verweigern, da ein nicht vom Hersteller genehmigter Filter als unzulässige Veränderung des Systems angesehen werden kann. Deshalb am besten erst beim Hersteller nachfragen, ob er selbst einen Erst- oder Zusatzfilter anbietet.

  

• Sauberkeit beim Betanken
  Eine Kanisterbetankung in der Wüste bei starkem Wind, ist nicht ratsam. Auch die Bereiche um den Einfüllstutzen und um den Ausguss des Kanisters sollten vor dem Öffnen des Deckels gesäubert werden. Besteht die Gefahr, dass aus dem Kanister oder der Umgebung Fremdstoffe in den Tank eindringen, sollte der Diesel durch einen feinen Filter eingefüllt werden. Hier bieten sich Filter aus der Molkereitechnik an.

  

• Wartung
  Diesel-Filter müssen regelmäßig gewartet werden. Das Filterelement muss in den angegebenen Intervallen oder früher ersetzt werden. Hat der Filter eine Wasserabscheidefunktion, muss in regelmäßigen Abständen angesammeltes Wasser abgelassen werden. Dazu findet sich meistens ein kleines Ablassventil unterhalb des Filters. Manche Wasserabscheider besitzen ein Schauglas, damit man sehen kann, ob sich darin Wasser gesammelt hat. Steht der Wagen bereits eine Zeit lang, hat sich das Wasser abgesetzt und der Diesel schwimmt darauf. Den Dieselfilter regelmäßig auf Wasser zu kontrollieren ist schon deshalb ratsam, da es im Winter gefrieren kann. Das gefrorene Wasser verhindert dann das Durchströmen des Diesels.
• Markentankstellen suchen
  Mit guten Filtern und Wasserabscheidern erschöpfen sich schon die technischen Möglichkeiten. Eine weitere Sicherheitsstufe, wenn auch niemals eine 100-prozentige, ist aufmerksames Verhalten beim Tanken. Auch die Bewohner des Reiselandes wollen keine Schäden an ihren Motoren. Von ihnen gut frequentierte Tankstellen sind ein Zeichen für ordentlichen Treibstoff. Dringt Wasser nicht durch Lecks in die Tanks, kann Wasser im Diesel bei längerer Lagerung entstehen. Eine gut ausgelastete Tankstelle wird ihren Sprit schneller los und erhält neuen. Kann ein Blick auf die über- oder unterirdischen Tanks, die Einfüllstutzen und ihre Entlüftungen erhascht werden? Sind die Entlüftungen beschädigt, verrostet oder nach oben offen? Dann lieber die nächste Tankstelle aufsuchen. Nach Möglichkeit Markentankstellen anfahren und Straßenverkäufer mit allen möglichen und unmöglichen Behältern meiden. Aber Vorsicht! Nur weil ein Markenname an einer Tankstelle prangt, ist das noch keine Garantie, dass dies auch eine Tankstelle dieser Marke ist. Sogar in Europa habe ich Tankstellen gesehen, bei denen uralte, vergammelte Tankauflieger mit dem Logo einer großen Marke so positioniert wurden, um den Eindruck einer Markentankstelle zu erwecken. Die Tanks solltet ihr so oft es geht, voll tanken. Denn je mehr Sprit im Tank ist, desto weniger Kondenswasser kann sich bilden. Kanister solltet ihr bei Gebrauch vollständig entleeren, um auch hier die Aufnahme von Kondenswasser auf ein Minimum zu reduzieren.
• Additive mitnehmen
  Am Markt sind eine Reihe von Additiven verfügbar, die bei Problemen mit dem Diesel beigemischt werden können. In erster Linie sind dort Schmieradditive und Frostschutz-Additive zu nennen. Auf letzteres gehen wir weiter unten ein. Für den Notfall sollte ein Vorrat an Additiven mitgenommen werden, die für den eigenen Motortyp, Katalysator und Partikelfilter geeignet sind. Bestehen ernsthafte Zweifel an der Schmierfähigkeit des Diesels das Additiv hinzugeben. Im äußersten Notfall kann eine Zugabe von Motor- oder Zweitaktöl helfen. Aber neben den oben bereits aufgeführten Gefahren, können die Verbrennungsrückstände des Öls Katalysator und Partikelfilter beschädigen. Ältere Motoren ohne diese Systeme sind hier im Vorteil. Generell ist Zweitaktöl eher geeignet als Motoröl, da es sich besser und feiner im Diesel verteilt. Ein Nebeneffekt des Öls ist auch die Absenkung der Cetanzahl, was als ruhigerer Motorlauf wahrgenommen wird.
• Bei Fassbetankung kontrollieren
  Ist eine Fassbetankung beim „fliegenden Händler“ am Straßenrand unumgänglich, kennt Ralf Ehlermann noch ein paar Tipps: „Rüstet euch mit einem klaren Trichter aus einer aufgeschnittenen PET-Flasche oder ähnlichem aus. Taucht vor der Betankung zwei Finger in den Diesel und reibt ihn zwischen den Fingern um den Schmierfilm zu testen.“ Das sollte ihr vorher schon ein paar mal zu Hause gemacht haben, um ein Gefühl dafür zu bekommen und um einen Vergleich zu haben. Schüttet dann den Diesel durch den Trichter. Sind grobe Verunreinigungen zu sehen? Ist die Flüssigkeit leicht milchig oder hat sie rote Bläschen? Dann ist Wasser im Diesel. Es kann auch eine Probe in einem klaren Gefäß vor der Betankung abgestellt werden. Ist Wasser enthalten, sollte es sich nach einer Weile unten abgesetzt haben.
  

  

2. DIE ABGASNACHBEARBEITUNG

Je moderner der Dieselmotor und die Abgasnachbearbeitungssysteme sind, je höher sind die Anforderungen an die Qualität und Reinheit der eingesetzten Betriebsstoffe. Es kommen immer mehr unterschiedliche Materialien zum Einsatz, die sich unterschiedlich mit den Betriebsstoffen vertragen. Das alles muss bei der Entwicklung des Treibstoffs und der Öle berücksichtigt werden. Die Grenzen werden enger, die Betriebsstoffe immer spezifischer. In diesen modernen Motoren sind alle Systeme und Stoffe aufeinander abgestimmt.

Dieselpartikelfilter

Der Dieselpartikelfilter entfernt Rußteile aus dem Abgasstrom. Anders als der Katalysator ist dies ein Filtersystem und das bedeutet, dass seine Durchlassfähigkeit mit der Zeit sinkt. Das Steuergerät misst den Staudruck um den Filter und errechnet ständig den Füllgrad.

Wenn nötig, startet das Motorsteuergerät das Freibrennen des Filters. Das passiert bei normaler Fahrweise ungefähr alle 500 Kilometer. Gut 600 Grad Celsius werden dazu benötigt.

Die Regeneration findet bei Fahrt mit einer relativ konstanten Geschwindigkeit auf Landstraßen oder Autobahnen statt oder sie wird durch künstliches Anheben der Abgastemperatur auch bei ungleichmäßiger Fahrt erzwungen. Wird das Regenerationsprogramm jedoch immer wieder unterbrochen, bevor der Filter gereinigt wurde, verstopft er. In Folge nimmt der Staudruck zu.

Überschreitet der Staudruck einen festgelegten Wert, leuchtet eine Warnlampe auf, die den Fahrer darauf hinweist, die im Handbuch vorgeschriebenen Maßnahmen zur Filterregeneration zu ergreifen. Passiert das nicht, geht der Wagen beim Überschreiten eines weiteren Grenzwerts zuerst in den Notlauf und wird in letzter Konsequenz angehalten, um Schäden zu verhindern.

Bei einer hohen Aschebelastung im Filter, werden Motor und Turbolader unnötig in Mitleidenschaft gezogen. Der Motor wird durch Hitze belastet, da durch den zugesetzten Filter das heiße Abgas nicht schnell genug abgeführt werden kann. Die Welle und Schaufelräder des Turboladers sind einem steigenden Axialdruck ausgesetzt, der zu Verschleiß im Bereich der extrem belasteten Welle und Wellenlager führt. Dieselfahrzeugen mit Partikelfilter sollte daher generell oft genug die Möglichkeit zur Filterregeneration, beispielsweise durch eine Autobahnfahrt, gegeben werden.

Was fördert das Zusetzen des Filters?

Die Antwort ist einfach: Ruß. Je mehr Ruß, desto schneller ist der Filter verstopft. Vermehrter Ruß kann verschiedene Ursachen haben. Einer davon ist Höhe. In den Bergen nimmt der Sauerstoffanteil in der Luft ab, die Verbrennung wird „fetter“ und kühler, es entsteht mehr Ruß. Leidet der Diesel als Selbstzünder per se schon am mangelnden Luftdruck, kommt die vermehrte Verrußung erschwerend hinzu.

Schwefel, natürlicher Bestandteil von Erdöl, ist ein weiterer starker Rußförderer. Im Diesel übernahm er lange Zeit die Aufgabe des Schmierens. Im Zuge des Umweltschutzes und der Luftverbesserung in Europa und Nordamerika wurde der Schwefelanteil im Treibstoff immer weiter reduziert. Heute liegt er bei 5 bis 10 ppm. Die Schmierung wird seither durch Additive sichergestellt. In anderen Ländern kann ein hoher Schwefelanteil, beispielsweise im LKW-Diesel, jedoch ganz normal sein.

Die heutigen Abgasnachbearbeitungssysteme, wie der Rußpartikelfilter, kommen nicht mehr mit höheren Schwefelanteilen zurecht. Wird Diesel mit zu viel Schwefel getankt, entsteht in Folge deutlich mehr Ruß, als der Filter vertragen und die automatische Filterreinigung durch Freibrennen beseitigen kann.

Der Filter droht auch zu verstopfen, wenn die Regenerierung über einen längeren Zeitraum nicht vollständig ablaufen kann. Bei längeren Fahrten durch Dünen kann dies beispielsweise eintreten. Ja nach Situation wird dort immer wieder kurz hintereindander beschleunigt und abgebremst. Bei dieser Fahrweise fördert der Turbolader die Rußbildung zusätzlich. Kurze Beschleunigungen mit viel Gas erzeugen den bekannten kurzen Rußausstoß, bis der Turbolager die Verbrennung mit ausreichend Sauerstoff unterstützt. Steckt das Fahrzeug wieder einmal fest wird oftmals auch der Motor abgeschaltet. Glücklich kann sich derjenige schätzen, dessen Fahrzeug ein Freibrennprogramm im Stand bietet.

Wie kann die Verrußung des Dieselpartikelfilters auf Fernreisen verhindert werden?

• Routenplanung
  Wenn es der Reisewunsch zulässt, für den eigenen Motor problematische Höhen umfahren.
• Informieren und Vorsicht
  Während Höhen unter Umständen vermieden werden können und die Route auch immer wieder ein Freibrennen erlaubt, so ist zu viel Schwefel im Diesel nicht so leicht beizukommen. Wer hat schon ein Messlabor dabei? Vorab also informieren. Eine Übersicht über die bekannten Schwefelmengen, die weltweit eingesetzt werden gibt die oben bereits erwähnte Schwefelkarte der UNEP. Neben dieser Karte kann nur die eigene Vorsicht und die Erfahrung anderer Reisender weiterhelfen. Wer seinen Treibstoff bei zwielichtigen Gestalten kauft, muss in jedem Fall mit Überraschungen rechnen.
• Umrüstung
  Wer weder Höhen umfahren kann oder will oder schlicht und einfach dieses Problem gänzlich beseitigen möchte, kann den Partikelfilter ausbauen und gegebenenfalls das Steuergerät umprogrammieren lassen. Wer Länder bereist, in denen der Grenzwert von 250 ppm Schwefel in jedem Fall überschritten wird, kommt an einem Ausbau des Filters nicht vorbei. Aber wer das tut, dem sollte klar sein, dass dies in Europa illegal ist und die Betriebserlaubnis des Fahrzeugs in Deutschland erlischt.

Abgasrückführung

Ab Euro-3 Motoren wurden Abgasrückführungssysteme (AGR) eingebaut. Diese leiten im Teillastbereich Abgase zurück in die angesaugte Frischluft des Motors um so den Sauerstoffgehalt und damit die giftigen Stickoxide zu reduzieren.

Technisch ist dies über ein Ventil geregelt, das Abgase in den Frischluftkrümmer einströmen lässt. Dieses Ventil und die Bereiche dahinter neigen zum Verkoken durch das ölige und rußige Abgas. Die meisten Motoren mit einer Abgasrückführung zeigen ein Problem mit dem Ventil über die Motorkontrollleuchte an und speichern den Fehler im Fehlerspeicher. Je nachdem wie das Ventil stehen geblieben ist, kann es auch zu starkem Leistungsverlust kommen.

Ein anderes Problem, welches bei hohen Schwefelanteilen im Diesel entsteht, ist die Bildung von Schwefelsäure durch Kondensat im Bereich der Abgasrückführung. Das führt zu Korrosion im Ansaugbereich und den Zylindern.

Wie können Probleme mit dem AGR auf Reisen verhindert werden?

Bei vielen modernen Diesel-Motoren wird nach dem Abstellen des Motors eine Selbstreinigung durchgeführt, um Problemen beim AGR-Ventil entgegenzuwirken. Dabei wird das Ventil ein paar mal hin und her bewegt, um sich vom Ruß zu entledigen, dennoch kann es sich festsetzen.

Ein festsitzendes AGR-Ventil ist kein spezielles Problem, welches auf nur auf Reisen auftritt. Aber es kann durch die bereits genannten Ursachen für hohe Rußbildung gefördert werden.

Beim AGR-Ventil bleibt im Grunde nur der in der EU unerlaubte Ausbau und das Ersetzen mit einem Leerrohr. Während ältere Motoren den Aus klaglos hinnehmen, muss bei modernen Diesel-Motoren, ebenso illegal, die Motorsteuerung umprogrammiert werden. Dabei wird das AGR stillgelegt, es bleibt während des Motorbetriebs geschlossen. Das AGR-Prüfprogramm wird allerdings immer noch gestartet, damit kein Fehler gespeichert wird. Dieser Fehler würde bei der Hauptuntersuchung ausgelesen werden und als Mangel gelten.

Das Problem der Legalität

Der Nachteil des Ausbaus von Filtern und AGR ist: sie sind zumindest in der EU illegal. Ian Penny, Ingenieur für Diesel- und Motorentechnik, weißt zudem darauf hin: „Es handelt dabei um einen Eingriff in ein aufeinander abgestimmtes System, was auch immer mit Risiken für die Maschine verbunden ist.“

3. KLIMATISCHE BEDINGUNGEN AUF REISEN

In warmen Gegenden hat Dieselkraftstoff keine Probleme, in kälteren schon. Die im Diesel enthaltenen Paraffine flocken beim Unterschreiten des, für den jeweiligen Diesel vorgesehenen, Temperaturbereichs aus. Sie bilden eine Masse, die weder gefördert noch eingespritzt werden kann.

Mag der windgeschützte Tank noch vor dem Ausflocken verschont geblieben sein, kann der Diesel im Filter bereits betroffen sein. Startschwierigkeiten, ruckelnder Lauf oder das mehrmalige Absterben des Motors können die Folgen eines versulzten Filters sein.

Die Dieselnorm EN590 definiert ganze elf Diesel-Klassen für unterschiedliche klimatische Bedingungen, eingeteilt in Sommer- und Winterdiesel, die bis zu maximal -44 Grad Celsius den sicheren Betrieb gewährleisten sollen.

In Europa können wir uns darauf verlassen, dass Sommer- und Winterdiesel immer zum rechten Zeitpunkt zur Verfügung stehen. Was aber, wenn jemand im Flachland Sommerdiesel tankt und dann mit dem Fahrzeug in die Berge fährt, in denen es in der Nacht gefriert? Oder wenn jemand aus einer warmen Gegend mit vollgetanktem Fahrzeug über die zugeschneiten Alpen im Winter nach Hause fährt?

Wer mit AdBlue und einem Euro-6-Motor unterwegs ist, sollte zudem wissen, dass die Harnstofflösung bereits bei -10 Grad gefriert. Der Gesetzgeber verlangt, dass bei -15 Grad nach spätestens nach 20 Minuten Motorlauf AdBlue zur Verfügung steht. Daher rüsten die Hersteller die Tanks und bei LKW sogar die Leitungen mit Heizungen aus. Es kann also trotz gefrorenem AdBlue losgefahren werden.

Was ist zu tun?
Wer nicht die Möglichkeit hat, den richtigen Diesel zur passenden Zeit zu tanken, dem hilft nur der Einbau einer Durchlaufheizung oder der Griff ins Additiv-Regal. Im Handel werden Diesel-Verflüssiger angeboten, die den Diesel winterfest machen. Der Vorteil ist, dass damit auch der Diesel im Tank geschützt wird. Beim Kauf von Additiven muss natürlich immer geprüft werden, ob diese auch für das eigene Fahrzeug geeignet sind.

Auch wenn man immer wieder hört, dass Russen oder Mongolen den zugefrorenen Diesel mit Flammen unter dem Wagen verflüssigen, so ist dies eine denkbar schlechte Idee. Mit der offenen Flamme können Kunststofftanks oder Kunstoffteile innerhalb des Spritsystems beschädigt werden. Besser geeignet wäre eine elektrische Durchlaufheizung, die vor dem Filter montiert wird. Es gibt auch Heizmanschetten, die bei Bedarf um den Dieselfilter gelegt werden. Aber es muss genug Kontaktfläche vorhanden sein. Separ bietet mit dem Separ 2000 auch einen beheizten Dieselfilter an, der Filtrierung und Heizung kombiniert.

Ist der Dieselmotor gestartet, läuft bei vielen Fahrzeugen vom Motor nach und nach erwärmter Diesel zurück durch den Filter in den Tank. Das System beheizt sich dann selbst. Um die richtige Maßnahme zu ergreifen hilft hier wieder die Kenntnis über das eigene Spritsystem und eine auf Expeditionsumbauten spezialisierte Werkstatt.

Selbstverständlich ist die Zugabe von Benzin, um zu verhindern, dass der Diesel friert, bei den heutigen Treibstoffen und Motoren tabu. Es fördert ungewollte Frühzündungen und wäscht den Schmierfilm des Diesels ab. Die Folge sind Schäden an Förder- und Einspritzpumpe. Früher wurde zwar Benzin zum Diesel gegeben, aber da war noch schmierendes Blei im Benzin und die Mechanik weniger beansprucht.

4. Adblue

Der Euro-6-Motor mit selektiver katalyischer Reduktion kann zwar technisch ohne Harnstoffzusatz laufen, aber er darf es nicht. Das Steuergerät muss zuletzt den Motorstart verhindern, um die Einhaltung der Umweltgesetze zu erzwingen.

Länder in denen eine Abgasnachbehandlung nicht gefordert ist, haben möglicherweise kein flächendeckendes Versorgungsnetz für den Harnstoffzusatz für SCR-Katalysatoren. Europäische Fahrzeuge werden durch gesetzliche Forderungen jedoch in das Notlaufprogramm gezwungen und verweigern letztendlich die Weiterfahrt, wenn der Harnstofftank leer ist oder die Flüssigkeit nicht den Spezifikationen entspricht. Der Verband der deutschen Automobilindustrie hat für den Harnstoffzusatz, der ansonsten AUS 32, ARLA 32 und in Nordamerika DEF (Diesel Exhaust Fluid) heisst, weltweit den Namen AdBlue schützen lassen.

Was ist zu tun?
Im Vorfeld informieren, wo es AdBlue gibt. Für Länder in denen es kein AdBlue gibt oder es nicht in Erfahrung zu bringen ist, muss ein Vorrat mitgenommen werden. Das kann jedoch zu einem Transportproblem werden. Je nach Fahrzeug, Strecke und Fahrstil schwankt der Verbrauch bei Geländewagen zwischen 1 und 5 Prozent des Dieselverbrauchs, bei LKW sogar zwischen 10 bis 20 Prozent. Da wird schnell klar, dass das Mitnehmen eines mehrmonatigen Vorrats keine Option ist. Es bleiben zwei Möglichkeiten: Das Auffüllen des Tanks und eventuell ein kleiner Vorrat an Bord vor Etappen, von denen bekannt ist, dass es dort kein AdBlue gibt. Vorher sollten mit dem eigenem, reisefertig beladenem Fahrzeug Verbrauchswerte gesammelt werden. Die andere wäre das Steuergerät umzuprogrammieren, dass der Dieselmotor auch ohne AdBlue weiterläuft. Aber das ist in der Europäischen Union wieder nicht erlaubt.

Einzelne Versorgungsstellen von AdBlue für Europa, Nordamerika und Kanada können über die Webseite von FindAdBlue gefunden werden.

FAZIT

Höhe, Temperatur, Dieselqualität, neben diesen Problemen mit denen Dieselmotoren schon seit je her konfrontiert wurden, kommen jetzt die Probleme mit der Abgasentgiftung hinzu. Abgasrückführung, Dieselpartikelfilter und Harnstoffzusätze.

Es wird nicht leichter, für den Dieselmotor und den Fahrer. Aber solange es keine sichere und kostengünstige Alternative gibt, die auch in fernen Reisezielen unterstützt wird, bleibt der Diesel der Fernreisemotor erster Wahl. Früher wie heute sind Zusatzfilter notwendig, um den Sprit in bestmögliche Form zu bringen. Gegen Pantscherei hilft nur Vorsicht und Glück.

Bei ausreichend Auslauf und schwefelarmen Sprit macht der Partikelfilter keine Probleme. Anders sieht es derzeit noch mit Euro-6-Motoren und AdBlue aus. Die weltweite Verfügbarkeit ist noch nicht gegeben. Sie wird sicherlich anwachsen, aber bis es in den letzten Winkeln der Erde verfügbar ist, wird noch einige Zeit vergehen.

Alle drei Gesprächspartner empfehlen für Fernreisen gleich ein Fahrzeug auszuwählen, welches möglichst wenig Modifikationen am Dieselmotor benötigt, vom obligatorischen Filter einmal abgesehen. Mit anderen Worten, je älter das Fahrzeug, desto weniger Umbauten und Scherereien am Motor durch unzureichende Treibstoffe. Das ist und bleibt die unproblematischste Art in fernen Ländern mit den eigenen dieselgetriebenen Rädern unterwegs zu sein. Das ist legal und womöglich auch billiger.

Für diesen Artikel sprachen wir mit:

• Ian Penny, Ricardo plc
  Ingenieur für Diesel- und Motorentechnik mit über 30 Jahren Berufserfahrung. Ricardo ist ein internationaler Ingenieursdienstleister für die Automotive-Industrie, der u.a. Fahrzeuge für extreme Einsatzgebiete entwickelt.
• Klaus Därr, langjähriger, erfahrener Fernreisender, Publizist diverser Reisebücher.
• Ralf Ehlermann, Inhaber von re – Rallye- und Expeditionsservice, lebte einige Jahre in Mali und führte dort eine Werkstatt für Geländewagen

Herzlichen Dank an Sabine und Michael von Herman-unterwegs.de für das Titelbild von ihrem Steyr Dieselmotor.