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Winterdiesel enthält spezielle Additive, die dafür sorgen, dass der Kraftstoff auch bei tiefen Temperaturen fließfähig bleibt. Das ist wichtig, da Diesel bei großer Kälte zähflüssig werden und die Kraftstoffleitungen verstopfen kann. Dies kann dazu führen, dass der Motor nicht mehr anspringt. Schon ab 0 Grad Celsius bilden sich die ersten Paraffinpartikel, die das Kraftstoffsystem bzw. den Kraftstofffilter verstopfen können. Bei Winterdiesel sollte dies erst bei minus 20 Grad Celsius passieren, aber manchmal streikt der Motor auch schon etwas früher. Die Kälteversuche mit dem Winterdiesel finden im Labor über ein paar Stunden statt. Steht ein Auto mehrere Tage bei sehr kalten Temperaturen draußen, könnte das die Ursache dafür sein, dass der Motor nicht mehr anspringt. Ist dies der Fall, benötigt das Fahrzeug eine Umgebung von deutlich über 0 Grad, damit sich die Paraffinpartikel auflösen. Eine warme Garage, wo das Fahrzeug hineingeschoben werden kann, wäre optimal, oder man muss auf wärmeres Wetter warten.
In Deutschland ist die Umstellung auf Winterdiesel in der Regel zwischen Mitte November und Ende Februar gesetzlich vorgeschrieben. In dieser Zeit wird an allen Tankstellen automatisch Winterdiesel angeboten. Sie müssen sich als Autofahrer also nicht extra darum kümmern. Winterdiesel kostet nichts extra.
In Regionen mit besonders zeitigem Wintereinbruch kann es sinnvoll sein, schon etwas früher auf Winterdiesel umzusteigen. In einigen Regionen wird vor der eigentlichen Winterdiesel-Saison ein Übergangsdiesel angeboten. Dieser ist weniger kältebeständig als Winterdiesel, aber besser als Sommerdiesel.
Moderne Dieselfahrzeuge sind in der Regel mit einer Filterheizung ausgestattet. Diese verhindert das Verstopfen des Kraftstofffilters bei Kälte.