Cetanzahl

Die Cetanzahl (CZ) beschreibt die Zündwilligkeit von Dieselkraftstoffen und gibt den Zündverzug bei der Einspritzung in heiße Luft an. Höhere Werte fördern eine gleichmäßigere Verbrennung und bessere Abgasqualität.

Definition
Die Cetanzahl ist ein Maß für die Zündwilligkeit von Dieselkraftstoffen, das entscheidend für den Verbrennungsprozess in Diesel- oder Selbstzünder-Motoren ist. Sie wird durch den prozentualen Anteil von n-Hexadecan (Cetan) in einer Mischung mit 1-Methylnaphthalin oder Heptamethylnonan in einem Prüfmotor ermittelt.

Hintergrund / Entstehung
Die Ermittlung der Cetanzahl erfolgt gemäß der Norm DIN 51773, in der ein zu testender Dieselkraftstoff in einem speziellen Prüfmotor verbrannt wird, um die Zündwilligkeit zu bestimmen. Der Vergleich erfolgt mit einer definierten Mischung aus n-Hexadecan und 1-Methylnaphthalin oder Heptamethylnonan. Rein Cetan hat mit 100 die höchste und 1-Methylnaphthalin mit 0 die niedrigste Cetanzahl.

Die Norm DIN EN 590 schreibt vor, dass Dieselkraftstoffe eine Mindest-Cetanzahl von 51 aufweisen müssen, wobei höhere Werte von 60 bis 80 erreicht werden können. Hochwertige Kraftstoffe ermöglichen eine vollständige Verbrennung, insbesondere unter anspruchsvollen Motorbedingungen, was die Abgasqualität verbessert.

Zur Verbesserung der Cetanzahl werden Additive verwendet. Diese Zusatzstoffe, wie Tetranitromethan, erhöhen jedoch die Giftigkeit des Kraftstoffs und können besonders im Winter notwendig sein, um eine ausreichende Fließfähigkeit zu gewährleisten.

Eigenschaften
Die Cetanzahl von Dieselkraftstoffen spiegelt deren Zündwilligkeit wider und ist mit mehreren physikalischen und chemischen Merkmalen verbunden:

- Zusammensetzung: Die Cetanzahl wird durch den Anteil an Cetan in einer Mischung mit zündunwilligen Verbindungen bestimmt.
- Physikalische Merkmale: Kraftstoffe mit hohen Cetanzahlen verbrennen gleichmäßiger, was zu einer geringeren Geräuschentwicklung und weniger Rußemissionen führt. 
- Qualitätsunterschiede: Biodiesel hat typischerweise eine Cetanzahl von 56 bis 58, während unverarbeitete Pflanzenöle deutlich niedriger sind und nicht optimal für Dieselmotoren verwendet werden können.
- Chemische Besonderheiten: Gas-to-Liquid-Diesel erreicht extrem hohe Cetanzahlen von 75 bis 80, da diese Synthesekraftstoffe keine Aromaten enthalten.

Anwendung und Bedeutung im Markt
Die Cetanzahl beeinflusst direkt das Abgasverhalten und die Motorleistung. Für Dieselmotore ist eine Cetanzahl von mindestens 51 erforderlich, um die Zündung zu gewährleisten. Höherwertige Kraftstoffe (60-80) bieten Vorteile bei der Motorleistung, insbesondere unter hohen Drehzahlen.

Die Verwendung von Additiven kann die Cetanzahl erhöhen, dies geht jedoch oft mit einer erhöhten Giftigkeit einher. Im Vergleich dazu bietet Biodiesel eine umweltfreundlichere Alternative. Der Markt zeigt eine Tendenz zur Verwendung von Kraftstoffen mit höheren Cetanzahlen, um Emissionen zu reduzieren und die Effizienz zu erhöhen.

Abgrenzung zu ähnlichen Begriffen
- Cetanzahl vs. Oktanzahl: Während die Cetanzahl die Zündwilligkeit von Dieselkraftstoffen beschreibt, bezieht sich die Oktanzahl auf Benzinkraftstoffe und deren Widerstand gegen Selbstentzündung.
- Biodiesel vs. herkömmlicher Dieselkraftstoff: Biodiesel hat eine höhere Cetanzahl (56-58), eignet sich jedoch als geeignete Alternative, während unverarbeitete Pflanzenöle geringere Cetanzahlen aufweisen und ineffizienter sind.

Zusammenfassung
Die Cetanzahl ist ein wichtiges Maß für die Zündwilligkeit von Dieselkraftstoffen, das die Motorleistung und Abgasqualität beeinflusst. Sie wird durch den Vergleich in Prüfmotoren ermittelt und sollte mindestens 51 betragen. Höhere Cetanzahlen ermöglichen eine bessere Verbrennung und geringere Emissionen. Additive können die Cetanzahl erhöhen, wirken sich jedoch negativ auf die Giftigkeit des Kraftstoffs aus. Biodiesel und Gas-to-Liquid-Diesel sind vielversprechende Alternativen zu herkömmlichem Diesel.