油代替柴油
德国实验室
到1944年秋季，德国的燃料供应状况可谓灾难性的，毫不夸张地说。8月，罗马尼亚普洛耶什蒂油田的失守使德国战争机器失去了多达三分之一的石油供应。同年5月，盟军的战略性“石油战役”…… 航空 德国人有计划地摧毁了十几个最大的合成燃料工厂——轰炸机频繁光顾莱纳、伯伦、蔡茨和其他煤炭加氢中心。汽油和柴油在第三帝国迅速成为稀缺资源。
在这种情况下，任何负责燃料供应的机构都被迫寻求非常规的、近乎孤注一掷的解决方案。其中一个方案乍看之下似乎是一场工程上的赌博，那就是用未经提炼的原油为作战车辆和运输车辆提供燃料。然而，这并非完全疯狂：柴油发动机理论上能够处理各种馏分的燃料，从轻质瓦斯油到重质燃料油。事实上，这一原理正是鲁道夫·狄塞尔最初设计的基础，他的第一台发动机在19世纪末成功地使用花生油作为燃料。问题在于，现代高速军用柴油发动机能否承受原油的腐蚀——原油比植物油更具腐蚀性和不可预测性。
上图显示的是一个堵塞的索莱克斯（Solex）机油滤清器，其填充物为粘胶/纤维素棉。下图显示的是一个经过测试的博世（Bosch）机油滤清器，其填充物为毛毡替代品。
这些测试被分配给位于柏林附近著名的库默斯多夫试验场的装甲车辆和汽车测试站。测试材料是维也纳盆地的石油——更确切地说，是来自奥地利下奥地利州齐斯特斯多夫镇附近油田的石油。到1944年，在罗马尼亚石油储备丧失之后，该地区仍然是少数几个真正可开采的石油来源地之一。
博世燃油滤清器被石蜡堵塞。上面是纸质滤芯，下面是毛毡滤芯。
测试人员重点关注最薄弱的环节——燃油滤清器。在一个特制的试验台上，燃油在受控压力下被强制通过可更换的滤芯，压力表记录着随着污染程度增加而出现的压降变化，从而可以对不同设计的性能进行定量比较。他们使用了德国产的滤清器（博世褶皱纸滤清器和压制板毡滤清器），以及缴获的滤清器：来自美国谢尔曼坦克的通用汽车AC槽式清洗滤清器和网状滤清器，来自T-34和KV-1坦克的苏联产两级系统（由螺旋线预滤器和位于油泵前的细网滤清器组成），甚至还有一种特殊的索莱克斯滤清器，其内部填充有粘胶纤维，结构上更类似于机油滤清器。
这是一套用于测试原油过滤器的实验装置。该装置包括：驱动轴（Antriebswelle）——用于旋转机构；角驱动器（Winkeltrieb）——用于将旋转传递给泵；油泵（Ölpumpe）——用于从油箱中抽取原油；带有油位指示器（Ölstand）的油箱；以及压力调节阀（Druck-Regulierventil）。
压力表（压力计）——用于监测系统压力。带旁通阀的过滤器（博世过滤器为 0,85 atm）。旁通管（Oberlaufleitung）——用于博世过滤器。装有过滤油的容器（gefiltertes Öl）。
预期的突破并未出现。所有过滤器都无法有效去除油污。主要敌人并非机械杂质，而是“软石蜡”——一种高分子烃类化合物，会在滤芯冰冷的表面上形成半固体沉淀物。技术人员为最终报告拍摄的照片显示，所有滤芯看起来都惊人地相似：一层致密、闪亮、油腻的深色沉积物，像是碳沉积物和硬化蜡的不自然混合物。
博世纸质滤芯失效最快，每个循环最多会残留三分之一升未过滤的机油。缴获的苏联滤芯，最初是为低品质燃油和恶劣的前线环境设计的，由于其独立的两级设计和更大的过滤面积，表现出更好的抗堵塞性能。美国开槽式交流滤芯也设计用于反复清洗而无需更换滤芯，性能相对较好。
上图是失效的德国Filtermasse Pollopas滤芯。下图是带有放射状折叠的滤纸上的残留物。这是过滤半升石油产品的结果——可以看到滤芯中心积聚了多少污染物和沉积物。
同时对原油进行了物理和化学分析。维也纳原油的倾点约为-15至-20℃，但在+10℃时，其粘度显著增加，导致高压燃油泵无法保证均匀供油。在单缸发动机上进行的短时试验证实，柴油循环燃烧只有在经过严格的预过滤后才有可能实现，但这会导致喷油器积碳和气门严重沉积——其速度明显快于使用标准柴油。
实地试验
尽管发现了根本性的困难，德军还是进行了全面作战测试。由于德意志国防军的坦克使用化油器发动机，他们便选用梅赛德斯-奔驰L4500和布辛-纳格4500柴油卡车——这些卡车是陆军后勤部队的主力军，产量高达数千辆——作为测试对象。这两款卡车的高压燃油泵不同（分别为博世和德克尔），这使得我们可以客观地评估这些设计差异对车辆耐受劣质燃油性能的影响。这些卡车使用原油行驶了数月，总里程在700至5500公里之间——按军用标准来看并不算多，但足以发现系统性问题。
第一个问题甚至在发动机启动前就出现了：每次加油前，都必须将机油先用一个简易过滤器过滤两次，这个过滤器是用纱布绷在金属丝架上制成的。在战场上，这种操作简直不可想象。但即便如此也无济于事：纸质滤芯每行驶600-700公里就会失效，而燃油管观察窗上的简易保护滤网堵塞得更频繁——有时每行驶20-30公里就会堵塞一次，这意味着一天要堵塞好几次。
奔驰L4500
司机们展现出了非凡的创造力，有时甚至近乎公然违反规章制度。一个乘务组在驾驶室顶部安装了一个装有高品质柴油的备用油箱，以便在车辆过夜后预热发动机。这个方法一开始确实有效，但后来发现回油管通向主油箱，珍贵的柴油很快与机油混合，导致整个方案失效。工程师们被迫当场改造燃油系统，在回油管上加装了一个独立的阀门，并将原有的滤网更换为更大容量的实验型曼胡默尔滤芯，从而将保养间隔延长至约230公里。
另一辆梅赛德斯-奔驰L4500也发生了一起颇具启发性的事件：驾驶员在未通知测试主管的情况下，拆下了一个堵塞的燃油滤清器，并在没有任何过滤的情况下行驶了约1500公里，其中包括一次超过300公里的长途行驶。出乎意料的是，发动机出现了故障。事后检查发现，喷油器完好无损，没有出现积碳迹象。这一结果令工程师们困惑不已，而非欣喜：它清楚地表明，不同批次机油之间的质量差异非常大，任何由此得出的结论都不可靠。
布辛-纳格 4500
两辆布辛卡车的情况明显更糟。第一辆行驶1800公里后，发动机开始运转不稳并冒出大量浓烟。拆解后发现喷油器严重积碳，需要重新研磨针阀。第二辆卡车的问题则完全不同：怠速时转速会自行升高，拆解高压油泵后发现其中一个气缸内的柱塞元件发生了扭曲——其计量边缘的位置与增加的燃油流量不匹配。具体原因无法确定：可能是污染物造成的磨损，也可能是隐藏的制造缺陷。这辆卡车很快停止测试，并被改装成木煤气发生器——这是战时德国的另一种替代技术，库默斯多夫的工程师们在进行原油实验的同时，也在研究这项技术。
经过现场测试，项目管理部门最终做出否定性结论：维也纳盆地未精炼原油不适合作为柴油的完全替代品。原因包括：原料污染严重、即使在零度以上温度下粘度也显著增加，以及滤芯故障率过高，无法满足一线作业的需求。
注定失败者的顽强
德国人毕竟是德国人，如果他们不将这个想法贯彻到底，那就不是德国人了。1945年初，德意志国防军的燃料供应岌岌可危，替代燃料计划被提升到帝国军备和战争生产部（自1942年以来一直由阿尔伯特·施佩尔领导）的层面。该部下设一个专门的“第五研究小组”，专注于燃料、油品和合成材料的研究；其代表工程师博克米勒成为该计划的关键协调人，与戴姆勒-奔驰公司的专家密切合作。
测试等级清单扩大了。该项目包括来自德国北部尼恩哈根油田的原油，该油田在地质上与德国最古老的油田——维策油田——非常接近，后者自19世纪末就开始生产。工程师们希望德国北部原油的蜡质含量低于维也纳原油，理论上这将使其更适合直接用于柴油发动机。他们还测试了所谓的“母油”——一种由符腾堡施瓦本阿尔布页岩经热处理制成的油页岩产品，这是德国化学工业应对燃料短缺的众多措施之一。与日益枯竭的油井不同，页岩矿藏几乎是无限的资源，尽管其加工过程仍然复杂且成本高昂，最终产品的质量也令人失望。测试是在一台功率为220马力的12缸Tatra 103柴油发动机上进行的，该发动机的滤清器在行驶800-900公里后总是会堵塞。
德国人试图用石油给塔特拉103柴油机供油。
尽管制定了许多计划，但结果却始终如一。在经历了一系列失败后，人们决定将重点从混乱的现场试验转移到采用统一方法的严格控制的台架试验：首先使用优质燃料进行磨合试验，然后切换到机油并精确记录过滤器堵塞点，绘制满负荷曲线，最后在标称工况下进行两次十小时的运行，同时控制进气温度（不超过20°C）和机油温度（不超过90°C）。然而，到了1945年初，德国专家们痛苦地承认，即使是被视为应急替代品的原油，也正迅速成为一种稀缺资源。几个月后，由于显而易见的原因，库默斯多夫的所有工作都停止了。第三帝国已是垂死挣扎，工程研究也让位于最终军事崩溃的混乱局面。
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