Klopfende Verbrennung : Biogasmotoren erleiden Schäden

Klopfende Verbrennung durch heiße Ablagerungen

Moderne Biogasmotoren sind Hochleistungsaggregate, die empfindlich auf Störungen im Verbrennungsablauf reagieren. Entzündet sich das Biogas-Luft-Gemisch zum falschen Zeitpunkt, steigen Druck und Temperatur im Brennraum stark an. Der Motor macht starke Geräusche. Dieser Zustand heißt daher klopfende Verbrennung.

Das Schadenpotenzial ist groß: zu hohe Brennraumdrücke überlasten die Lager des Biogasmotors. Gleichzeitig zu hohe Brennraumtemperaturen lassen den Kolbenboden anschmelzen und führen aus diesem Grund oft zum gefürchteten Kolbenfresser.

Motorsteuerung kann gegen klopfende Verbrennung schützen

Klopfsensoren können klopfende Verbrennung erkennen und den Zündzeitpunkt und die Leistung des Biogasmotors so verändern, dass unter Inkaufnahme von Leistungsreduktion und Verbrauchserhöhung der Motor keinen Schaden nimmt. Leider sind nicht alle Biogasmotoren mit dieser Schutzeinrichtung ausgestattet.

Die Ursachen für klopfende Verbrennung sind sehr vielfältig. Wir werden hierzu in Kürze ein Technik-Spezial publizieren, um Betreibern von Biogas-BHKWs die Möglichkeiten aufzuzeigen, wie Klopfschäden verhindert werden können.

Heiße Ablagerungen als Ursache des Klopfens

Mit einer besonderen Ursache der klopfenden Verbrennung wurden wir kürzlich konfrontiert: trotz Klopfsensorik zeigte die Motorsteuerung anhaltendes Klopfen an. Die Veränderung des Zündzeitpunktes führte nicht zu einem verträglichen Verbrennungsablauf. Ein Blick in den Brennraumes zeigte die Ursache:  es hatten sich starke Ablagerungen am Zylinderkopf und an den Ventilen gebildet. Diese Ablagerungen wurden im Betrieb so heiß, dass sie für Glühzündungen im Brennraum sorgten. Damit stand die Ursache für die klopfende Verbrennung fest, nachdem alle anderen Risikofaktoren hierfür ausschieden.

Bildung von Ablagerungen durch das eingesetzte Schmieröl

Die hellen Ablagerungen waren auf das Schmieröl zurückzuführen. Dieses war zwar für diesen Biogasmotor zugelassen, repräsentierte aber einen älteren Entwicklungsstand. In den letzten zwei bis drei Jahrzehnten hat es bei Gasmotoren eine beträchtliche Leistungssteigerung gegeben. Damit werden auch die eingesetzten Schmieröle vor höhere, insbesondere thermische Anforderungen gestellt.

Mit gutem Service klopfende Verbrennung vermeiden

Der Servicepartner sollte gemeinsam mit dem Betreiber die Hand am Puls des Biogasmotors halten. Das bedeutet einerseits, dass der Betreiber die Betriebsdaten des Biogasmotors ausreichend dokumentiert. Andererseits trägt der Servicepartner die Verantwortung für eine genaue Eingrenzung der Ursache für das Klopfen. Dann erst passen nachfolgende Instandsetzungsarbeiten.

Hohe Betriebstemperaturen und unerwünschte Brandlasten in Form von Ölnebeldämpfen sind weitere Ursachenfelder für klopfende Verbrennung.