Elektrisches Feld optimiert den Verbrennungsprozess in Motoren
Amerikanische Physiker haben ein einfaches Gerät entwickelt, mit dem die Tröpfchengrösse von Treibstoff in der Einspritzpumpe reduziert und damit die Effizienz von Verbrennungsmotoren verbessert werden kann. Jetzt, wo die Preise an der Zapfsäule Achterbahn fahren, fällt wohl auf fruchtbaren Boden, was eine Gruppe von Physikern an der Temple University in Philadelphia ausgetüftelt hat. Nicht weniger als 20 Prozent Treibstoffersparnis versprechen sich Rongjia Tao und Kollegen von ihrem simplen und preiswerten Zubehörteil, das sich bereits in einem Testfahrzeug bewährt hat. Es besteht im Prinzip bloss aus einem Röhrchen, das elektrostatisch aufgeladen werden kann und in jedem Verbrennungsmotor gleich vor der Einspritzpumpe montiert wird. Damit muss der Treibstoff ein elektrisches Feld durchwandern, bevor er in den Verbrennungsraum des Motors injiziert wird.
Nun ist es aber so, dass sich die Viskosität vieler Flüssigkeiten, darunter auch Benzin und Diesel, unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes verringert, mit anderen Worten: deren Fliessfähigkeit nimmt zu. Das hat zur Folge, dass die Treibstoff-Tröpfchengrösse bei der Injektion in den Verbrennungsraum abnimmt. Und genau dies ist erwünscht. Denn je kleiner die Tröpfchen, desto grösser die Oberfläche, die sich dem Verbrennungsprozess anbietet. Dies wiederum verbessert die Effizienz der Verbrennung, hilft Treibstoff sparen und reduziert den Schadstoff-Ausstoss.
Die Viskosität von Treibstoff könne allerdings auch durch Zusätze verringert werden, schreiben die Physiker in der vom amerikanischen Chemikerverband herausgegebenen Zeitschrift «Energy & Fuels». Aber dies sei teuer. Eine andere Möglichkeit, die Vernebelung des Treibstoffs zu optimieren, bestehe in der Erhöhung des Drucks der Injektionspumpe auf etwa 100 Bar. Oder man kann die Treibstofftröpfchen elektrostatisch negativ aufladen, damit sie sich gegenseitig abstossen. Beide Techniken sind aber laut Tao und Kollegen noch nicht ausgereift, aufwendig und eignen sich nicht zur Nachrüstung bereits in Betrieb stehender Fahrzeuge.
Demgegenüber kann Taos Wunder-Röhrchen ohne Probleme auch nachträglich in jeden Motor eingebaut werden. Im Röhrchen sind zwei Metall-Netze angebracht, an die eine elektrische Spannung angelegt wird. Der Treibstoff passiert das resultierende elektrische Feld und verliert dabei an Viskosität, bevor er von der Einspritzpumpe komprimiert wird. Laut Aussage der Physiker beträgt der Stromverbrauch des Gerätchens nur gerade 0,1 Watt. Dafür ist der Effekt gross: Um zwanzig Prozent erhöhte sich die Leistung eines umgerüsteten Mercedes 300D unter Laborbedingungen, und der Dieselverbrauch reduzierte sich während des halbjährigen Testbetriebs während eines halben Jahres auch im Stadtbetrieb noch um 12 bis 15 Prozent.