⛽ Cetanzahl von Dieselkraftstoff — Motorverfahren: Einzylindermotor mit Vorkammer und variablem Verdichtungsverhältnis, Interpolation zwischen zwei Bezugskraftstoffgemischen (Hexadecan / Heptamethylnonan oder Pentamethylheptan); PN-EN ISO 5165

Petrochemie PN-EN ISO 5165

Übersicht

WAS DIE NORM BESCHREIBT. ISO 5165:2020 (Abschnitt 1) legt die Bewertung von Dieselkraftstoff auf einer konventionellen Skala von Cetanzahlen (CZ, engl. CN) mit einem genormten Einzylinder-Viertaktmotor mit variablem Verdichtungsverhältnis und indirekter Einspritzung fest; die Cetanzahl ist ein Maß für das Zündverhalten von Dieselkraftstoff in Selbstzündungsmotoren und wird bei konstanter Drehzahl in einem Prüfmotor mit Vorkammer bestimmt. Die Norm weist darauf hin, dass der Zusammenhang der Prüfmotorergebnisse mit dem Betrieb von Motoren in voller Größe bei veränderlicher Drehzahl und Last nicht vollständig bekannt ist. Die Skala umfasst 0–100 CZ, typisch wird der Bereich 30–65 CZ geprüft. Ein CEN-Ringversuch von 2013 (10 Proben im Bereich 52,4–73,8 CZ) bestätigte, dass paraffinischer Dieselkraftstoff aus Synthese oder Hydrierung mit bis zu 7 % (V/V) Fettsäuremethylestern (FAME) mit diesem Verfahren mit einer mit konventionellen Kraftstoffen vergleichbaren Präzision geprüft werden kann. Das Verfahren kann auf nicht konventionelle Kraftstoffe (synthetische, Pflanzenöle) angewendet werden, deren Präzision jedoch nicht festgelegt ist. Nicht geeignet sind Proben, deren Eigenschaften den Schwerkraftfluss des Kraftstoffs zur Pumpe oder die Förderung durch die Einspritzdüse behindern. Das Feld „Anwendungsbereich“ der PKN-Karte von PN-EN ISO 5165:2021-02 (polnische Fassung), Auszug: „CZ ist ein Maß für die Zündeigenschaften von Dieselkraftstoff in Motoren mit Selbstzündung. (…) Dieses Dokument gilt für den gesamten Skalenbereich von 0 CZ bis 100 CZ, die typische Prüfung erfolgt jedoch im Bereich von 30 CZ bis 65 CZ“ (unsere Übersetzung). Die Karte ergänzt, dass die Beziehung zwischen der Leistung des Prüfmotors und der eines Motors in voller Größe, der mit veränderlicher Drehzahl und Last läuft, nicht vollständig bekannt ist.

PRINZIP (ISO 5165:2020, Abschnitte 3–4). Die Cetanzahl von Dieselkraftstoff wird durch Vergleich seiner Verbrennungseigenschaften im Prüfmotor mit Gemischen aus Bezugskraftstoffen bekannter Cetanzahl unter genormten Betriebsbedingungen bestimmt — mit dem Verfahren „bracketing handwheel“: Für die Probe und für jeden der zwei sie einschließenden Bezugskraftstoffe wird das Verdichtungsverhältnis (Handradablesung) so verändert, dass ein bestimmter Zündverzug erreicht wird, wodurch die Cetanzahl in Abhängigkeit von der Handradablesung interpoliert werden kann. Der Zündverzug ist die Zeit vom Einspritzbeginn bis zum Verbrennungsbeginn, ausgedrückt in Grad Kurbelwinkel; angezeigt wird er von einem Cetanmeter (die Norm nennt drei zugelassene Generationen: Mark II Ignition Delay Meter von 1974, Dual Digital Cetane Meter von 1990 und XCP Cetane Panel von 2014).

BEZUGSKRAFTSTOFFE (Punkte 3.11–3.13 und Abschnitt 5). Die primären Bezugskraftstoffe (PRF) sind Hexadecan (n-Cetan, 100 CZ), 2,2,4,4,6,8,8-Heptamethylnonan (HMN, 15 CZ), 2,2,4,6,6-Pentamethylheptan (PMH, 16,3 CZ) und ihre volumetrischen Zweikomponentengemische; die Skala definieren die Formeln CZ = Pr + 0,15·P(HMN) und CZ = Pr + 0,163·P(PMH), wobei Pr der Prozentanteil Hexadecan ist. Historisch wurde die Skala durch 1-Methylnaphthalin (0) und Hexadecan (100) festgelegt; 1962 wurde 1-Methylnaphthalin durch HMN ersetzt, und 2018 wurde PMH als Material höherer Reinheit und Verfügbarkeit hinzugefügt. Anforderungen der Tabelle 1: Reinheit mindestens 990 g/kg (Hexadecan), 980 g/kg (HMN), 995 g/kg (PMH) — Gaschromatographie; Hydroperoxidzahl höchstens 5,0 mg/kg als Sauerstoff (ASTM D3703). Hexadecan schmilzt bei 18 °C, daher werden PRF bei mindestens 20 °C gelagert und verwendet. Die sekundären Bezugskraftstoffe (SRF) sind Gemische der Kraftstoffe „T“ (hohe CZ, Tabelle 2: 73–76) und „U“ (niedrige CZ: 19–22), bewertet von der ASTM Diesel National Exchange Group und zwischen Chargen nicht austauschbar; Kontrollkraftstoffe — 38–42 (niedrig) und 50–55 CZ (hoch). Kühlmittel des Zylindermantels: Wasser der Qualität 3 nach ISO 3696, Sieden bei 100 °C ± 2 °C; Motoröl SAE 30 (9,3–12,5 mm²/s bei 100 °C, Viskositätsindex mindestens 85), empfohlener Wechsel alle 50 Betriebsstunden des Motors.

GERÄTE (Abschnitt 6). Einzylindermotor mit Standard-Kurbelgehäuse mit Kraftstoffpumpeneinheit, Zylinderkopf mit Vorkammer, Thermosiphon-Kühlkreislauf des Mantels, mehreren Kraftstoffbehältern mit Wahlventilen, Einspritzdüse mit bestimmtem Düsenkörper und Auspuff; der Motor ist per Riemen mit einem Elektromotor verbunden, der ihn startet und die Leistung bei konstanter Drehzahl aufnimmt. Nach der Norm liefert ein einziger Hersteller die Motorausrüstung und die Instrumente. Das Inhaltsverzeichnis nennt auch ein Gerät zur Dosierung der Bezugskraftstoffe (6.3) und ein Prüfgerät für Einspritzdüsen (6.4).

AUSGABE. Die fünfte Ausgabe (2020) ersetzte ISO 5165:2017 und ist mit ASTM D613 abgestimmt; Änderungen nach dem Vorwort: Anforderungen an PRF, SRF und Kontrollkraftstoffe, PMH als Alternative zu HMN, neue Anforderungen an den Prüfbericht.

STATUS (Stand der PKN-Karte am 27.10.2026). Die Karte von PN-EN ISO 5165:2021-02 (polnische Fassung) ohne Zurückziehungsetikett: Veröffentlichung 29-06-2022, 28 Seiten, Sektor Chemie, KT 222/PK 1 Flüssige Brennstoffe, „Übernimmt: EN ISO 5165:2020 [IDT], ISO 5165:2020 [IDT]“, „Ersetzt: PN-EN ISO 5165:2018-03 - polnische Fassung, PN-EN ISO 5165:2018-03 - englische Fassung“, ICS 75.160.20. PKN-Suche, Suchbegriff „ISO 5165“ (27.10.2026): daneben gibt es die englische Fassung PN-EN ISO 5165:2021-02; die Ausgaben PN-EN ISO 5165:2002, 2003 und 2018-03 sind zurückgezogen. Im iTeh-Katalog (gelesen am 27.10.2026) hat ISO 5165:2020 den Status „Published“ und die Stufe „9092 – International Standard to be revised“ (Norm wird überarbeitet), EN ISO 5165:2020 — „Published“.

VORSCHRIFTEN. Verordnung über Prüfverfahren für die Qualität flüssiger Kraftstoffe (Gesetzblatt 2024 Pos. 1058), Anlage, Teil II Punkte 1 und 1.1: Die Cetanzahl von Dieselkraftstoff wird mit einem von fünf Verfahren bestimmt, und für das Motorverfahren, das die Selbstzündungseigenschaften mit Bezugskraftstoffgemischen vergleicht, legt PN-EN ISO 5165 Durchführung, Geräte, Berechnungen und Präzision fest; die übrigen Verfahren sind die abgeleitete Cetanzahl (DCN) aus einer Kammer konstanten Volumens (Norm zur Übernahme von EN 15195), eine Hochtemperaturkammer mit Drucksensor (PN-EN 16715), ein Motor mit Vergleich der Ansaugluftmasse (Norm zur Übernahme von EN 16906) und die indizierte Cetanzahl ICN (PN-EN 17155); nach Punkt 1.2 ist die DCN eine Näherung der nach PN-EN ISO 5165 bestimmten Cetanzahl. Verordnung über Qualitätsanforderungen an flüssige Kraftstoffe (Gesetzblatt 2024 Pos. 1018), Anlage Nr. 3, lfd. Nr. 1: Cetanzahl von Dieselkraftstoff mindestens 51,0. Für Biokraftstoffe: Verordnung über Prüfverfahren für die Qualität flüssiger Biokraftstoffe (Gesetzblatt 2025 Pos. 1341, „in Kraft“), Teil I Punkt 5.1 — für Methylester als eigenständigen Kraftstoff Durchführung nach PN-EN ISO 5165 und Präzision nach Anhang A zu PN-EN 14214; Verordnung über Qualitätsanforderungen an flüssige Biokraftstoffe (Gesetzblatt 2025 Pos. 426, in der ELI-Datenbank „von einem konsolidierten Text erfasster Rechtsakt“), Anlage Nr. 1, lfd. Nr. 5: Cetanzahl von FAME mindestens 51,0.

WIE VIELE LABORATORIEN UND IN WELCHER FORM (Kopie der Datenbank der Akkreditierungsumfänge, vom Produktionsserver am 27.10.2026 aktualisiert, und an diesem Tag heruntergeladene aktuelle PCA-Dokumente). Die Nummer 5165 steht in 8 Datensätzen bei 5 polnischen Laboratorien: AB 009, AB 387, AB 474, AB 484, AB 773. Die PCA-Dokumente bestätigen die Norm bei vier; für AB 474 gibt es am 27.10.2026 auf der PCA-Website kein Umfangsdokument. Keine Position ist ausgesetzt. Schreibweisen: „PN-EN ISO 5165:2021-02“ (AB 474, AB 484) und „PN-EN ISO 5165“ ohne Jahr (AB 009, AB 387, AB 773). Der Reiter „Laboratorien“ („PN-EN ISO 5165“) zeigt 7 Laboratorien: diese 5 polnischen und 2 tschechische (Reiterabfrage auf labcoda.pl, 27.10.2026).

WAS DIE LABORATORIEN PRÜFEN (Datenbankkopie und PCA-Dokumente). Alle Positionen sind das Motorverfahren. Bereiche: 40,0–56,0 (AB 009: Dieselkraftstoff, Biokohlenwasserstoffe für Selbstzündungsmotoren, Dieselkraftstoff mit FAME, FAME), 30,0–65,0 (AB 474 und das Instrumentelle Labor von AB 484: Dieselkraftstoffe, leichtes Heizöl, Schiffskraftstoff, Erdöldestillate), 50,0–60,0 (AB 484: Labor für Kraftstoffe und Aromaten — Dieselkraftstoff und FAME, Servicestelle in Ostrów Wielkopolski — Dieselkraftstoff), 45,0–60,0 (AB 773: Dieselkraftstoff, auch mit FAME); AB 387 (Nowa Wieś Wielka) gibt keinen Bereich an.

NEBEN DIESER NORM (Datenbankkopie, 27.10.2026). Die mit anderen Verfahren bestimmte Cetanzahl haben AB 387 und AB 484 in ihren Umfängen — nach PN-EN 16715 (Hochtemperaturkammer, abgeleitete Cetanzahl).

WO MAN LEICHT EIN SCHEINBAR RICHTIGES ERGEBNIS ERHÄLT. Erstens — zwei Bezugswerte für das niedrig-cetanige Material: HMN hat 15, PMH 16,3 CZ; das Gemisch wird mit der für den verwendeten Kraftstoff gültigen Formel berechnet (Faktor 0,15 oder 0,163) — dieselbe volumetrische Zusammensetzung ergibt eine andere Cetanzahl. Zweitens — Hexadecan schmilzt bei 18 °C: PRF werden bei mindestens 20 °C gelagert und verwendet, und die Kraftstoffe „T“ und „U“ werden nach kalter Lagerung auf mindestens 14 °C über den Trübungspunkt erwärmt, 30 Minuten gehalten und gemischt (Punkte 5.3, 5.6). Drittens — Anwendungsbereich: Die Präzision ist für konventionelle Kraftstoffe und für paraffinischen Dieselkraftstoff mit FAME bis 7 % (V/V) festgelegt, für synthetische Kraftstoffe und Pflanzenöle nicht; für FAME, das AB 009 und AB 484 prüfen, gibt die Verordnung über Prüfverfahren für Biokraftstoffe die Präzision aus Anhang A zu PN-EN 14214 an. Viertens — die Cetanzahl (Motor) und der Cetanindex (Berechnung aus Dichte und Destillation nach PN-EN ISO 4264) sind zwei verschiedene Größen mit eigenen Anforderungen (für Dieselkraftstoff 51,0 und 46,0). Fünftens — die DCN aus Kammerverfahren ist laut Verordnung eine Näherung der Cetanzahl nach PN-EN ISO 5165, nicht dasselbe Ergebnis.

WAS WIR NICHT ANGEBEN. Der gelesene Auszug aus ISO 5165:2020 endet bei Punkt 6.2. Wir geben die Motoreinstellungen (Abschnitt 8: Drehzahl, Steuerzeiten, Öffnungsdruck der Einspritzdüse, Temperaturen, Grund-Zündverzug), die Qualifizierung des Motors (Abschnitt 9), den Ablauf der Bestimmung (Abschnitt 10), Berechnungen und Präzision (Abschnitte 11–13) nicht an.

Prinzip der Methode

Für die Probe und zwei sie einschließende Bezugskraftstoffgemische (Hexadecan = 100 CZ; Heptamethylnonan = 15 CZ oder Pentamethylheptan = 16,3 CZ) wird im Prüfmotor mit Vorkammer das Verdichtungsverhältnis (Handradablesung) so verändert, dass derselbe bestimmte Zündverzug erreicht wird; die Cetanzahl der Probe wird aus den Handradablesungen interpoliert („bracketing handwheel“, ISO 5165:2020, Abschnitt 4). Cetanzahl eines Bezugsgemisches: CZ = Pr + 0,15·P(HMN) oder CZ = Pr + 0,163·P(PMH). Motoreinstellungen und Ablauf GEBEN WIR NICHT AN.

Anwendungen

• Dieselkraftstoffe für Selbstzündungsmotoren — Skala 0–100 CZ, typisch 30–65 CZ (ISO 5165:2020, Abschnitt 1)
• Paraffinischer Dieselkraftstoff aus Synthese oder Hydrierung mit FAME bis 7 % (V/V) — Präzision vergleichbar mit konventionellen Kraftstoffen (CEN-Studie 2013)
• Qualitätskontrolle von Dieselkraftstoff (Anforderung CZ ≥ 51,0, Gesetzblatt 2024 Pos. 1018) und von FAME als eigenständigem Kraftstoff (CZ ≥ 51,0, Gesetzblatt 2025 Pos. 426)
• In Akkreditierungsumfängen: 5 polnische Laboratorien, Motorverfahren; Bereiche von 30,0–65,0 bis 50,0–60,0 CZ

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 5165:2021-02 (wersja polska i wersja angielska; wprowadza EN ISO 5165:2020 i ISO 5165:2020 [IDT])

Titel (PL)

Przetwory naftowe — Oznaczanie właściwości zapłonowych olejów napędowych — Metoda silnikowa oznaczania liczby cetanowej

Title (EN)

Petroleum products — Determination of the ignition quality of diesel fuels — Cetane engine method

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Probe und Bezugskraftstoffe

   Probenahme nach ISO 3170 oder ISO 3171 (normative Verweisungen); PRF bei einer Temperatur ≥ 20 °C, Kraftstoffe „T“ und „U“ nach kalter Lagerung auf ≥ 14 °C über den Trübungspunkt erwärmt und gemischt.

2. Vorbereitung und Qualifizierung des Motors

   Grundeinstellungen nach Abschnitt 8, Prüfung mit Kontrollkraftstoffen nach Abschnitt 9. Werte GEBEN WIR NICHT AN.

3. Bestimmung

   Für die Probe und zwei sie einschließende Bezugsgemische wird das Verdichtungsverhältnis mit demselben Zündverzug eingestellt; die Cetanzahl wird aus den Handradablesungen interpoliert (Abschnitt 4). Den Ablauf aus Abschnitt 10 GEBEN WIR NICHT AN.

4. Ergebnis

   Cetanzahl nach den Abschnitten 11–12; Bewertung gegenüber der Anforderung 51,0 (Dieselkraftstoff, FAME). PN-EN ISO 5165:2021-02 — aktuell (Stand der PKN-Karte am 27.10.2026).

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Die Bezugskraftstoffe PRF und SRF sowie Kontrollkraftstoffe sind entzündbar, ihre Dämpfe gesundheitsschädlich (Warnhinweise in den Punkten 5.3–5.7)
• Die Norm warnt, dass ihre Anwendung mit gefährlichen Stoffen, Tätigkeiten und Geräten verbunden sein kann und dass der Anwender Sicherheits- und Gesundheitsschutzmaßnahmen festlegt (Warnhinweis vor Abschnitt 1)
• FACHLICHER HINWEIS: die abgeleitete Cetanzahl (DCN) aus Kammerverfahren ist eine Näherung der Motor-Cetanzahl, nicht dasselbe Ergebnis

Häufige Fragen