Stöchiometrisches Kraftstoffverhältnis

Das stöchiometrische Verhältnis beschreibt in der Motorentechnik das Kraftstoff-Luft Verhältnis, das für eine vollständige Verbrennung des eingesetzten Kraftstoffs notwendig ist, ohne dass Sauerstoff fehlt oder übrig bleibt. Bei Ottomotoren beträgt es 1:14,8. Um ein Kilogramm Benzin vollständig zu Verbrennen, benötigt man also 14,8 Kilogramm Luft. Bei größerem Kraftstoffanteil, zum Beispiel 1:13, spricht man von einem „fetten“ oder „reichen“ Gemisch, bei geringerem Kraftstoffanteil, zum Beispiel 1:16, von einem „mageren“ oder „armen“ Gemisch.

Das Benzin-Luft-Gemisch ist nur innerhalb der so genannten Zündgrenze oder Laufgrenze von 1:10 bis 1:18 zündfähig, was man auch als zündfähigen Bereich bezeichnet. In verschiedenen Lastbereichen lässt man Ottomotoren mit fettem oder mageren Gemisch arbeiten:

Bei Teillast mit 10-30 % Luftüberschuss (mageres Gemisch), was man aufgrund der Kraftstoffersparnis auch als wirtschaftlichen Bereich bezeichnet.
Bei Volllast mit 10 % Luftmangel (fettes Gemisch).
Beim Kaltstart wird das Gemisch sogar auf bis zu 1:3 angefettet, um die Kondensationsverluste des Kraftstoffs an den kalten Ansaugrohren und Zylinderwänden wett zu machen.

Nur bei einem stöchiometrischen Gemisch können die Schadstoffe im Abgas nahezu vollständig entfernt werden. Bei fettem Motorbetrieb sind Kohlenmonoxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe im Abgas enthalten. Bei magerem Motorbetrieb sind Stickoxide im Abgas enthalten.

Deshalb ist beim Einsatz von Drei-Wege-Katalysatoren in Ottomotoren die Einhaltung des stöchiometrischen Verhältnisses von großer Bedeutung, was mit Hilfe einer Lambdaregelung realisiert wird.

Dieselmotoren arbeiten prinzipbedingt mit einem Luftüberschuß, so dass das stöchiometrische Kraftstoffverhältnis dort wenn überhaupt nur eine untergeordnete Bedeutung hat.