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F. Marinitsch, I. Helms, P. Hirsch et al.:
"DGMK-Forschungsbericht: Kältefestigkeit von Dieselkraftstoff und Winter-Operability von Fahrzeugen: Kraftstoffvariationen";
Report No. 764-2, 2019; 116 pages.

The effect of the fuel and vehicle technology on the cold operability was determined in Part 1 of DGMK Project 764, on which fuel producers and additive producers collaborated together. Overall, the results of this part of the project show that the different vehicle engineering measures may lead to a greater spread of the results than the effect of the fuel over the range of investigated test fuels [1].
Whereas different vehicles were considered in Part 1, Part 2 focuses on variation of the diesel fuels. The test fuels were selected so that the logistics within the market were covered. Based on the results of the first part of the project, vehicle G was selected as the test vehicle for further investigations in Part 2. The aim was to investigate how the vehicle can differentiate between the different fuels with respect to the cold flow behaviour.

The tested fuels were 5 winter diesel grades and one for the spring/autumn period (transition grade). The analysis results show that these conform with the requirements of DIN EN 590 with respect to the investigated specification parameters. To be able to describe the cold flow properties of the test fuels as comprehensively as possible, the procedures to measure the cloud point (EN 23015) and the CFPP (EN 116) were used along with other non-standardised methods.

The crystallization properties of 5 test fuels2 were also described. Four of the winter diesel fuels show different crystallisation and sedimentation behaviour. The formation of platelets and larger agglomerates is avoided by the additivation. In contrast, the transition diesel exhibited larger needles and some platelets due to the lower additivation.

In a comprehensive vehicle programme with more than 70 test runs, 5 test fuels1 were tested with vehicle G on a climatised chassis dynamometer using the COT DGMK 764 procedure that was developed in [1] but with modifications. COT DGMK 764 includes various specifications and information on gear selection in the different phases of the test run. The test vehicle G selected for Part 2 is equipped with an automatic gearbox. During the vehicle test programme, it was observed that the automatic gear selection, as prescribed in the procedure, did not always met the specifications for gear selection.

Differing opinions were expressed in the project group regarding evaluation of these affected tests:

From the perspective of the petrochemical industry, the focus is on evaluating the actual operability problems of the vehicle: the fail criteria for evaluating the test run are defined in COT DGMK 764. lf no vehicle operability problems occur - determined by demerits A and B - the test run is evaluated as a pass.

From the perspective of the automobile industry, tests in which e.g. the constantspeed phase at 110 km/h could not be completed in the highest gear are regarded as a fail. The automobile industry favours the inclusion of an additional evaluation criterion, "demerit C", for vehicle G.

The applicability of evaluation criterion C to other vehicles with an automatic gearbox was not investigated in this project. For vehicles with a manual gearbox, demerit C is always zero.

The report thus evaluates the results on two levels:

- according to the DGMK COT 764 procedure, i.e. evaluation based on
operability problems using demerits A and B

- additional evaluation criterion for vehicle G with an automatic
gearbox via gear selection/engine speed (demerit C)

The diagramme below presents the results of the two, equally valid, evaluation strategies next to each other.

The laboratory procedure to determine the CFPP (DIN EN 116) is only suitable for differentiating between summer and winter grades. Based on the results of different CFPP values of winter grades, it was already concluded in [1] that it was hardly possible to differentiate the cold operability in vehicles according to COT DGMK 764. This is understandable because a standardised laboratory test procedure cannot simulate the respective design and the different operating modes of every vehicle.

In dem von Automobilindustrie, Kraftstoffindustrie und Additivproduzenten gemeinsam bearbeiteten DGMK-Projekt 764 wurde im Teil 1 der Einfluss des Kraftstoffes und der Fahrzeugtechnologie auf die Winter-Operability ermittelt. Insgesamt haben die Ergebnisse dieses Projektteils gezeigt, dass die unterschiedlichen fahrzeugtechnischen Maßnahmen zu einer größeren Spreizung der Ergebnisse führen kann als der Kraftstoffeinfluss über die dort untersuchten Testkraftstoffe[1].

Während in Teil 1 unterschiedliche Fahrzeuge betrachtet wurden, lag der Fokus in Teil 2 in der Variation der Dieselkraftstoffe. Die Testkraftstoffe wurden unter dem Aspekt ausgesucht, dass die im Markt vorkommende Logistik abgedeckt wurde. Aufbauend auf den Ergebnissen aus dem ersten Projektteil wurde als Versuchsträger das Fahrzeug G für die weiteren Untersuchungen in Teil 2 ausgewählt. Hier war zu untersuchen, wie das Fahrzeug unterschiedliche Kraftstoffe im Kälteverhalten zu differenzieren vermag.

Als Testkraftstoffe wurden 5 Winterdieselkraftstoffe und eine Übergangsware bereitgestellt. Die Analyseergebnisse zeigen, dass diese den Anforderungen der DIN EN 590 in den untersuchten Spezifikationsparametern entsprechen. Um die Kälteeigenschaften der Testkraftstoffe möglichst umfassend zu beschreiben, wurden neben dem Cloudpoint (EN 23015) und dem CFPP Verfahren (EN 116) weitere, nicht standardisierte Methoden eingesetzt.

Weiterhin wurde im Projekt das Kristallisationsverhalten von 5 Testkraftstoffen beschrieben. Bei den 4 Winterdieselkraftstoffen zeigt sich unterschiedliches Kristallisations- und Sedimentationsverhalten, wobei die Bildung von Platten und größeren Agglomeraten aufgrund der Additivierung vermieden wird. Der Übergangsdiesel hingegen zeigt wegen der geringeren Additivierung größere Nadeln und teilweise Platten.

In einem umfangreichen Fahrzeugprogramm mit mehr als 70 Prüfläufen wurden 5 Testkraftstoffe mit Fahrzeug G auf einem klimatisierbaren Rollenprüfstand getestet. Hierbei wurde die in [1] entwickelte Prozedur COT DGMK 764 mit Modifikationen angewendet.

COT DGMK 764 enthält verschiedene Vorgaben und Hinweise zur Gangwahl in den unterschiedlichen Phasen des Prüflaufes. Der in Teil 2 ausgewählte Versuchsträger Fahrzeug G verfügt über ein Automatikgetriebe. Nun wurde während des Fahrzeugprogramms beobachtet, dass durch die lt. Prozedur vorgesehene automatische Gangwahl zum Teil nicht die Vorgaben an die Gängewahl erfüllt werden. In der Projektbegleitung bestehen unterschiedliche Auffassungen über die Bewertung dieser betroffenen Tests:

Aus Sicht der Mineralölindustrie steht die Bewertung von tatsächlichen Fahrstörungen im Vordergrund: Die fail-Kriterien für die Prüflaufbewertung sind definiert in COT DGMK 764. Treten - ermittelt per Demerit A und B - keine Fahrstörungen auf, wird ein Prüflauf als Pass bewertet.
Aus Sicht der Automobilindustrie werden Tests, in denen z. B. die Konstantfahrt bei 110 km/h nicht im höchsten Gang absolviert werden konnte, als nicht bestanden angesehen. Die Automobilindustrie favorisiert die Aufnahme einer zusätzlichen Bewertungsstufe "Demerit C" für das Fahrzeug G.
Die Übertragbarkeit des Bewertungskriteriums C auf andere Fahrzeuge mit Automatikgetriebe wurde in diesem Projekt nicht aufgeklärt. Für Fahrzeuge mit manuellem Getriebe ist das Demerit C immer Null.
Im Bericht werden die Ergebnisse daher zweistufig bewertet:
- gemäß Prozedur DGMK COT 764, d.h. über Fahrprobleme Bewertung über
A und B
- zusätzliches Bewertungskriterium für Fahrzeug G mit
Automatikgetriebe über Gangwahl/Drehzahl (Bewertung C)

Das Laborverfahren zur Bestimmung des CFPP (DIN EN 116) ist lediglich geeignet, zwischen Sommer- und Winterdieselkraftstoffen zu unterscheiden. Aus unterschiedlichen CF PP-Werten von Winterdieselkraftstoffen konnte bereits in [1] kaum auf eine Differenzierung der Kältefahrbarkeit in Fahrzeugen nach COT DGMK 764 geschlossen werden. Dies ist verständlich, weil ein normiertes Laborprüfverfahren nicht den jeweiligen Aufbau und die unterschiedliche Betriebsweise eines jeden Fahrzeuges abbilden kann.