Vom alten Mercedes /8 bis zum heutigen Land Rover Defender Td4 schwören viele Fahrzeugbesitzer auf die Zugabe von Zweitaktöl zum Dieselkraftstoff. Bringt die Zugabe wirklich Vorteile oder ist sie sogar schädlich? Wir haben uns mit drei Experten zu diesem Thema unterhalten.
Bei Oldtimer-Freunden bis zu Fahrern eines modernen Dieselmotors ist die Zugabe von Zweitaktöl zur Tankfüllung beliebt. Die Verfechter des Zweitaktöls im Diesel führen an, dass die Einspritzpumpe und andere Komponenten des Kraftstoffsystems durch das Öl besser geschmiert werden. Der Motor soll, durch die bessere Verbrennung nach Zugabe des Zweitaktöls, ruhiger laufen. Wie viel Öl dem Diesel beigemischt wird, schwankt je nach Anwender zwischen einem Viertelliter auf 60 bis 70 Liter Diesel, bis hin zu einem Viertelliter auf alle drei bis vier Tankfüllungen. Die Diskussion um das Für und Wider wird in Internet-Foren meist sehr hitzig geführt. Wir wollten es genauer wissen und haben mit Experten von BP Europa SE, Liqui Moly und einem Fachbetrieb für Prüfung und Instandsetzung von Dieselkomponenten gesprochen.
Wo kommt die Idee her, Zweitaktöl im Kraftstoff zu verwenden?
Bereits in den vierziger Jahren wurde Mineralöl, meistens im Verhältnis 1:40 beigemischt. Man versprach sich davon eine bessere Schmierung der Ventilsitze und Kolben. Zu dieser Zeit waren die Treibstoffe und Öle allerdings nicht so hochwertig wie heute und viele Additive waren noch gar nicht entwickelt. Bereits damals wurde schon eine höhere Verkokung in der Brennkammer durch den Ölabbrand festgestellt. Das war egal, da es keine Abgasnachbehandlung gab.
In diesem Zusammenhang gelangte das Obenöl zu großer Popularität. Es galt geradezu als Wunderöl. Es sollte, obwohl es nur in geringsten Mengen die Einlassventile und die Brennkammer erreichte, diese besser schmieren. Ein Ölnebel sollte sich an den Laufflächen der Zylinder absetzen und den kritischen Bereich des oberen Totpunktes (OT) vor Verschleiß schützen. Zudem sollten die Verbrennungsrückstände die Auslassventile schmieren. Hatte es damals dem Motor vielleicht nicht geschadet, ist es auf der anderen Seite genauso unklar, ob es geholfen hat. Bewiesen wurde es nicht. Mit der Einführung der synthetischen Schmierstoffe verschwand das Obenöl beinahe ganz vom Markt.
Als es Ende der 1980er Jahre zunehmend um den Umweltschutz ging, geriet der Schwefel im Diesel ins Visier. In den Mengen, in denen er im Diesel war, trat zu viel Schwefeldioxid aus dem Auspuff aus. Nun, Diesel ist von Natur aus ein öliger Treibstoff und der Schwefel spielte gar keine so große Rolle bei der Schmierung. Was aber stimmt ist, dass der Prozess, der den Schwefel aus dem Diesel entfernt, die Wasserstoffentschwefelung (Hydrodesulfierung), tatsächlich dem Diesel selbst die Schmierfähigkeit nimmt. Es ist also weniger der Verlust des Schwefels, der problematisch ist, sondern der gleichzeitige Entzug bestimmter Verbindungen des Dieselöls selbst.
Natürlich bleibt der Diesel aber nicht in diesem Zustand, dürfte und konnte er auch gar nicht, solange er die Norm DIN EN 590 erfüllen soll. Dazu werden schlichtweg Additive, Lubrication Improver, zugegeben. Diese enthalten die vorher entfernten, polaren, langkettigen Kohlenwasserstoffe, die die benötigten schmierenden und anhaftenden Eigenschaften besitzen, die vorher entzogen wurden. Und so sehr das auch immer bestritten wird, Biodieselanteile fördern die Schmierfähigkeit zusätzlich. Diese Eigenschaften muss der Diesel immer wieder in genormten Tests nachweisen.
Zwischen dem Verschwinden des Obenöls und der derzeitigen Dieseltechnologie liegen über 40 Jahre Entwicklungszeit. Ist die Beimischung von Zweitaktöl heute überhaupt noch nötig? Welche Gründe könnte es heute noch geben?
Annahme 1: Verbesserte Schmierung
Erdöl enthält bis zu 5% Schwefel, der gute Schmiereigenschaften hat. Bei der Verbrennung bildet es aber schädliche Schwefelverbindungen, die in die Umwelt abgegeben werden. Aus Umweltschutzgründen wurde daher der Kraftstoff in den letzten 50 Jahren um gut 85% entschwefelt. Waren bis Ende 2004 noch 350 mg/kg erlaubt, sank der gesetzlich erlaubte Wert seit dem 01. Januar 2009 auf 10 mg/kg. Dieselkraftstoffe, die diesen Wert einhalten, gelten als schwefelfrei. Durch die Entschwefelung gehen allerdings die guten Schmiereigenschaften verloren. Aber, wie oben beschrieben, diese Eigenschaften wurden dem Diesel durch das Verfahren der Entschwefelung entzogen und hängen nicht am Schwefel selbst. Dieser Verlust hallt bis heute nach. Fahrzeugbesitzer machen sich immer noch Sorgen, dass entschwefelte Dieselkraftstoffe nicht genügend schmieren.
Detlef Brandenburg von der BP Europa kann diese Angst nicht verstehen. Er erklärt, dass jeder Dieselkraftstoff mit dem HFRR-Prüfverfahren getestet werden muss, bei dem seine ausreichende Schmierfähigkeit festgestellt wird. Bei diesem Test wird der Material-Verschleiß gemessen. Derzeit darf er bei max. 460 µm liegen. Dieser Wert wird von der Dieselnorm DIN EN 590 verlangt. Alle Dieselsorten, die in der EU, Island, Norwegen und der Schweiz an den Tankstellen verkauft werden, müssen dieser Norm entsprechen.
Um den geforderten Wert zu erreichen oder sogar noch zu unterschreiten, werden dem Diesel Biodieselanteile (FAME = Fatty Acid Methyl Ester / Fettsäuremethylester) zugegeben. Biodiesel wird gemeinhin eine schlechte Schmierfähigkeit zugesprochen. Zu Unrecht, sagt Detlef Brandenburg: „Biodiesel besitzt sehr gute Schmiereigenschaften.“ Schließlich werde dem normalen und insbesondere den Biodiesel-freien Premiumsorten zusätzlich schmierfördernde Additive, sogenannte Lubrifier, beigemischt, so Brandenburg. Die typischen Verschleißwerte im HFRR-Test, die Kraftstoffe heute erreichen, liegen bei 260-400 µm. „Sowohl FAME-haltige wie auch FAME-freie, normgerechte Dieselkraftstoffe weisen eine völlig ausreichende Schmierfähigkeit auf.“, unterstreicht er.
Hilft Zweitaktöl der Schmierung bei älteren Dieselmotoren?
Bei alten Motoren mit Reiheneinspritzpumpe, die getrennt vom Kraftstoff durch das Motoröl geschmiert werden, sind die verwendeten Injektoren einfacher aufgebaut. Diese Systeme sind laut Jens Steitz, Inhaber des Bosch Dienstes Steitz GmbH in Groß-Gerau, aber schon seit 20 Jahren nicht mehr Stand der Technik. Bei solch alten Dieselmotoren sehen Dietmar Schmid vom Schmierstoff- und Additiv-Spezialisten Liqui Moly und Jens Steitz zumindest keine Gefahren bei der Nutzung von Zweitaktöl. Der Instandsetzungsfachmann Steitz hält sie bei guter Wartung aber für überflüssig.
Wie sieht es bei moderneren Dieselsystemen aus?
Heutige Motoren haben andere Einspritzsysteme. „Bei modernen Dieselmotoren, die mit einem Druck von 1800 bar oder mehr den Kraftstoff einspritzen, sind die Hochdruck-Einspritzpumpe sowie die relativ empfindlichen Einspritzdüsen verschleißanfällig und müssen über den Kraftstoff geschmiert werden.“, erklärt Detlef Brandenburg. „Sämtliche bewegten und druckbelasteten Teile im Kraftstoffkreislauf müssen durch den Kraftstoff geschmiert werden.“, stimmt Schmid zu. Die Zugabe von Zweitaktöl im Diesel würde die Schmierwirkung Diesels im Prinzip erhöhen.
In der Praxis sieht das Ganze jedoch anders aus. Jens Steitz gibt zu bedenken, dass aufgrund der konstruktiven Gegebenheiten und der auftretenden Systemdrücke bis 2500 bar, innerhalb der Einspritzpumpen und Injektoren die Viskosität des Kraftstoffes eine große Rolle spielt. Zweitaktöl und Dieselkraftstoff sind zwei Stoffe, die sich in ihrer Viskosität um das Zehnfache voneinander unterscheiden. Grundsätzlich geht es dabei um die Zähigkeit des Kraftstoffs in Bezug auf die zu überwindenden Strömungswiderstände. „Speziell im Zulaufbereich innerhalb der Injektoren (A/Z-Drossel) sind die Strömungsquerschnitte sehr gering, was die Reibungswirkung des durchströmenden Mediums je nach Viskosität natürlich stark beeinflusst.“, erklärt Steitz. Je höher die Viskosität, wie es bei Öl gegenüber Diesel der Fall ist, desto höher also der Verschleiß. Dazu kommt, dass Ablagerungen durch das Öl, bei den heutzutage bis auf 2-3 μm genau ausgeführten Hüben der Injektionskolben, zu Fehlfunktionen führen.
Ist zusätzliche Schmierwirkung bei Norm-Diesel überhaupt nötig?
Alle drei Experten sind sich in diesem Punkt einig: Eine zusätzliche Schmierung ist bei normgerechten Kraftstoffen sowohl bei alten, wie auch bei modernen Dieselmotoren, nicht nötig.
Nicht eine mangelnde Schmierung ist das Problem, sondern Verunreinigungen des Kraftstoffsystems. Schmutz und zu hoher Wassergehalt sind der Feind der Pumpen und Injektoren. Jens Steitz sagt dazu: „Speziell die Abstimmung der zu verwendenden Kraftstofffilter stellt konstruktiv eine Herausforderung dar, da einerseits eine möglichst feine Filtrierung gewünscht ist, andererseits der daraus entstehende Druckverlust und die Wartungsintervalle der Filtermaterialien aus dem Ruder laufen.“
Die häufigen Schäden nach Urlaubsfahrten in Länder, in denen Kraftstoffe qualitativ schlechter sind, sprächen für eine notwendige Weiterentwicklung der Filtersysteme, so Steitz. Allerdings ist bei Fahrten in Länder, in denen Kraftstoffe mit unbekannter Herkunft verkauft werden, vorsicht geboten. Beispielsweise wenn sie einfach einfach am Pistenrand angeboten werden, Diese können gepanscht und gestreckt sein und daher tatsächlich eine zu geringe Schmierwirkung besitzen. Erfahrene Fernreisende empfehlen in solchen Fällen die Zugabe von etwas Motoröl oder eben Zweitaktöl. Zweitaktöl hat gegenüber dem Motoröl den Vorteil, dass es sich besser mit dem Diesel vermischt. Das Beimischen kann aber zu Beschädigungen der Abgasnachbearbeitungssysteme führen.
Annahme 2: Positive Effekte im Bereich der Kolben und Ventile
Ein weiterer Vorteil, welcher der Beimischung von Zweitaktöl zugeschrieben wird, ist die bessere Schmierung der Ventile und im Bereich des oberen Totpunkts. Die Annahme, dass an diesen Stellen eine Schmierung nötig ist, rührt noch aus der Zeit, als es verbleites Benzin gab. Damals wurde das Benzin, bei Vergasermotoren, an den Einlassventilen vorbeigesaugt. Das Blei lagerte sich dabei an den weichen Ventilsitzen ab, wodurch Ventil und Sitz geschont wurden. Das Benzin reinigte zudem dort vorhandene Verbrennungsrückstände.
Sowohl Detlef Brandenburg als auch Dietmar Schmid erklären, dass bei den modernen Direkteinspritzern der Kraftstoff weder die Ein- noch die Auslassventile erreiche. Dementsprechend können keine Reinigungs- oder Schmiereffekte an den Ventilen auftreten. Zudem besitzt Diesel nur eine geringe reinigende Wirkung. Durch die gehärteten Sitze und Ventilteller ist eine Schmierung zudem unnötig.
Auch im OT-Bereich des Kolbens hätte beigemischtes Öl keinerlei Wirkung. Detlef Brandenburg fügt noch hinzu, dass Verschleiß im OT- und UT-Bereich überhaupt kein Problem darstellt, was auf ausreichende Schmierung durch das Motoröl zurückzuführen ist. Die Notwendigkeit einer Verbesserung, an dieser Stelle, bestehe somit erst gar nicht.
Annahme 3: Bessere Verbrennung
Eine weitere Annahme ist, dass Zweitaktöl die Verbrennung unter anderem durch eine Erhöhung der Verbrennungstemperatur fördert. In diesem Zusammenhang wird auch die angebliche Erhöhung der Cetanzahl angeführt. Der Cetanwert ist ein Maß für die Zündwilligkeit des Diesels. Je höher je zündwilliger. Er liegt bei heutigen Dieselsorten bei ca. 53 und bei Premiumsorten bei rund 60.
Detlef Brandenburg stellt klar: „Die Anforderungen an Dieselkraftstoffe werden in enger Zusammenarbeit der Fahrzeughersteller mit der Mineralölindustrie und weiteren beteiligten Kreisen erarbeitet, um seine Eignung für diesen Verbrennungsmotor sicherzustellen.“ Alle Kraftstoffe haben leistungsstarke Additive, die für einen optimalen Betrieb dieses Motortyps sorgen. Kraftstoffe müssten also nicht durch Beimischungen und zusätzliche Kosten gebrauchsfertig gemacht werden, bei Duldung von Risiken, sagt Brandenburg.
Dietmar Schmid fügt noch hinzu, dass Zweitaktöl nicht die Cetanzahl erhöht und weniger zündwilliger ist als Diesel. Also ist genau der umgekehrte Effekt der Fall. Je mehr Öl hinzugegeben wird, desto zündunwilliger wird das Gemisch. Das kommt vom Ergebnis der Absenkung der Cetanzahl gleich. Dieser Umstand wird von vielen als ruhigerer Motorlauf und Senkung der Klopfneigung wahrgenommen. Nur Dieselmotoren neigen grundsätzlich weniger zum Klopfen, als dies Benzinmotoren tun. Der ruhigere Lauf ist in Wirklichkeit ein gedämpfter Lauf mit weniger Leistung. Wird der Leistungsverlust durch den Tritt auf das Gaspedal wieder ausgeglichen, steigt der Verbrauch.
Aber nicht nur, dass Leistung entzogen wird. Sowohl die Fachleute von der BP Europa und Liqui Moly weisen darauf hin, dass ein vermeidlich ruhigerer Lauf durch die gedämpfte Verbrennung mit zum Teil sehr schädlichen Effekten erkauft wird. Höher siedende Bestandteile im Öl werden nicht oder nur unvollständig verbrannt, Metallverbindungen auf Basis von Zink, Calcium und Magnesium im Öl können zu kraftstoffunlöslichen Stoffen reagieren, welche die Injektoren verkoken und Düsen und Filter verstopfen können.
Der durch die Ölverbrennung erhöhte Anteil an Verbrennungsrückständen kann sich vermehrt im Turbolader festsetzen. Der Ascheanteil im Abgas steigt, setzt den Rußpartikelfilter schneller zu und wirkt sich negativ auf die Abgasnachbearbeitung aus.
Was sind die typischen Ursachen für die Schäden an modernen Dieselmotoren?
Wenn nun nicht der Mangel an Schmierfähigkeit des getankten Sprits die Schäden verursacht, welche Ursachen haben sie dann? Motoren mit elektrischen Dieselpumpen, Hochdruck-Einspritzpumpen (wie bei Common-Rail-Systemen) oder Pumpe-Düse-Systemen sind heute wesentlich anfälliger gegen Kraftstoffprobleme. Insbesondere die feineren Injektoren sind davon betroffen.
„In den meisten Fällen haben die Verschleißerscheinungen ihren Ursprung in einer Verschmutzung des Kraftstoffsystems. Diese kann durch Staub, Schlamm, Metallpartikel, aber auch durch Fehlbetankung mit Benzin, zu hohem Wassergehalt des Dieselkraftstoffs, Betankung mit alternativen Kraftstoffen (wie Rapsöl, Heizöl, etc.) oder ungeeigneten Additiven kommen.“, führt Motorexperte Jens Steitz aus. Die Schadensbilder sind prinzipiell die gleichen wie früher, aber sie treten heute schneller und häufiger auf, weil die modernere Technik wesentlich empfindlicher auf Verunreinigungen reagiert.
Fazit – Zweitaktöl ist für moderne Motoren nicht geeignet
Dietmar Schmid sowie Jens Steitz sind zwar der Ansicht, das Zweitaktöl bei der Schmierung aller beweglichen Teile des Kraftstoffsystems helfen könne. Alle drei Fachleute erklären aber, dass dieser Effekt mit zu vielen negativen Auswirkungen einhergeht.
Als Ergebnis lässt sich eindeutig festhalten, dass die Zugabe von Zweitaktöl in modernen Motoren nicht nur unnötig ist, sondern auch schädlich sein kann. Im Schadensfall wird sich der Besitzer zudem mit hoher Sicherheit mit einem Garantieverlust abfinden müssen. Der Kraftstoffhersteller BP Europa verweigert nach Zugabe von Additiven jede Garantie für seine Kraftstoffe. Die Industrie stellt durch stetige Anpassung der Normen einen einwandfreien Betrieb von Fahrzeugen sicher. Kraftstoffe und Öle sind für ihre Einsatzbereiche getestet und optimiert.
Für die angenommenen positiven Effekte von Zweitaktöl im Diesel gibt es hingegen keine Beweise. Zweitaktmotoren laufen mit Benzin, der Motor kann also nicht durch den Kraftstoff selbst, sondern muss durch den Zusatz von Zweitaktöl geschmiert werden. Die Gründe Öl und Kraftstoff zu vermischen, sind dort der Bauweise des Motors geschuldet, nicht der Verbesserung der Verbrennung. Die negativen Folgen der Ölverbrennung treten bei Zweitaktmotoren konstruktionsbedingt nicht auf.
Die Probleme, die nach der Absenkung des Schwefelgehalts aufgetreten sind, wurden durch FAME und Additivbeimischungen behoben. Die Industrie stellt zudem sicher, dass die dafür notwendigen Zusatzstoffe für Motoren und Abgasnachbehandlung verträglich sind.
Die Normen werden in enger Zusammenarbeit von Fahrzeugherstellern und Mineralölindustrie ständig aktualisiert, um mit der Technik und neuen Umweltanforderungen Schritt halten zu können. Auch das spricht gegen die Notwendigkeit, unter Zusatzkosten Öl in den Tank zu geben.
Schmid und Steitz gestehen zumindest bei alten Dieselmotoren, die mit geringen Einspritzdrücken und gröberen Injektoren arbeiten oder sogar ihre Verbrennungsluft noch selber ansaugen, mögliche positive Effekte bei der Schmierung zu. „Bei älteren Fahrzeugen kann der Vorteil überwiegen. Aber je moderner ein Auto ist, desto stärker kommen die Nachteile zum Tragen.“ erklärt Schmid. Aber selbst bei solchen Motoren empfiehlt er, nicht einfach Zweitaktöl zuzugeben, welches für einen ganz anderen Zweck und eine andere Treibstoffart entwickelt wurde. Wenn dann sollte zu speziell entwickelten Additiven gegriffen werden. Brandenburg und Steitz betonen zudem, dass falls durch die Zugabe von Zweitaktöl ein Schaden entstehe, weder Kraftstoff- noch Fahrzeughersteller eine Garantie gewähren.
Diese drei Fachleute standen uns Rede und Antwort:
- Dietmar Schmid – Anwendungstechniker beim Öl- und Schmierstoffspezialisten Liqui Moly. „Am wohlsten fühle ich mich auf zwei Rädern. Mit meiner BMW habe ich schon viele Touren gemacht, unter anderem habe ich Namibia damit durchquert.“
- Detlef Brandenburg – Pressesprecher der BP Europa SE für die Marke ARAL – gab unsere Fragen an die Techniker in seinem Hause weiter.
- Dipl.-Ing. Jens Steitz – Studierte Fahrzeugtechnik an der FH Wiesbaden.
Geschäftsführer der Steitz GmbH, größter Fachbetrieb für die Prüfung und
Instandsetzung von Dieselkomponenten in Hessen.
Nachtrag:
Wir haben von einem Leser weitere, englischsprachige Informationen zu diesem Thema zugeschickt bekommen. Eine öffentliche Studie des südafrikanischen Krafstoffherstellers Sasol. Diese Studie stützt die bereits hier getätigten Aussagen. Da uns diese Studie zum Zeitpunkt der Veröffentlichung noch unbekannt war, sie aber die die Testdaten offenlegt und mit Referenzen belegt, macht sie das Ergebnis für jeden nachvollziehbar.
Zur Studie: 2-Stroke Oil in Diesel Technology Study