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Erster Dieselmotor

Dieselmotor in einem altenRennwagen

Dieselmotoren im Museum

Schiffsdiesel

Dieselmotoraus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Ein Dieselmotor ist ein Verbrennungsmotor, der nach dem 1892von Rudolf Diesel erfundenen Verfahren arbeitet. Dascharakteristische Merkmal ist die Selbstzündung deseingespritzten Kraftstoffes in der heißen, komprimiertenVerbrennungsluft. Das Verfahren wurde bei der MaschinenfabrikAugsburg, einem der Gründungsunternehmen der späteren MAN,von Rudolf Diesel entwickelt. Ein Dieselmotor wird überwiegendals Hubkolbenmotor, selten als Drehkolbenmotor, ausgeführt.

Inhaltsverzeichnis

1 Geschichte

1.1 Meilensteine2 Technologie

2.1 Prinzip2.2 Kraftstoff2.3 Ausführungen2.4 Einspritzverfahren2.5 Vor- und Nachteile gegenüber einemleistungsgleichen Ottomotor (ohneDirekteinspritzung)

2.5.1 Vorteile des Dieselmotors2.5.2 Nachteile des Dieselmotors

2.6 Besonderheiten bei Motoren für den Antrieb vonKraftfahrzeugen

2.6.1 Drehmomentverlauf und Leistungsabgabe2.6.2 Drosselklappen2.6.3 Einspritztechniken2.6.4 Direkteinspritzung2.6.5 Leistungssteigerung2.6.6 Thermodynamik2.6.7 Abgase und Partikelfilter

3 Der Diesel-Boom im PKW-Bereich4 Bedeutung des Dieselmotors5 Einsatzgebiete neben Pkw und Lkw

5.1 Motorräder5.2 Flugzeuge5.3 Wasserfahrzeuge5.4 Schienenfahrzeuge5.5 Stromerzeugungsaggregate5.6 Motorsport

6 Einzelnachweise7 Siehe auch8 Literatur9 Weblinks

Geschichte

Dieselmotor – Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Dieselmotor

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Schnittmodell, links

Schnittmodell, rechts

DM12-Dieselmotor der erstenGeneration (1906)

Der Dieselmotor wurde 1892 von Rudolf Diesel erfunden.Während der Entwicklung wurden die verschiedensten Kraftstoffeim Versuch erprobt. Diesel strebte von Anbeginn die direkteEinspritzung in den Brennraum an, scheiterte jedoch an den zudieser Zeit ungenügenden Pumpen und an der fehlendenPräzision der Einspritzventile. Deswegen wurde der Umweg übereine Einblasung des Kraftstoffes mit Druckluft gewählt, die eserlaubte, den flüssigen Kraftstoff genau genug zu dosieren und imBrennraum zu verteilen. Am 10. August 1893 läuft der erstePrototyp des neuen Motors aus eigener Kraft.[1]

Der heute aus Erdöl hergestellte Dieselkraftstoff wurde (inDeutschland und einigen anderen Ländern) nach dem Erfinderdes Motors benannt. Die meisten heutigen Dieselmotoren könnenauch mit einem Pflanzenöl (Pöl) betrieben werden, jedoch sinddazu meistens Umbauten in der Kraftstoffversorgung notwendig.

Meilensteine

1892 Patent (RP 67207) vom 27. Februar. „Arbeitsverfahrenund Ausführung für Verbrennungsmaschinen“.1897 Entwicklungsarbeit Diesel Maschinenfabrik Augsburg(MAN) am 17. Februar Erfolg mit Laufeigenschaften.1902 Bis 1910 produzierte MAN 82 Exemplare desstationären Dieselmotors DM 12.1903 Dieselmotor im Binnenschiff eingebaut.1905 Turbolader und Ladeluftkühler von Alfred Büchi (CH).

Spirallader von Léon Creux (F) für einen Dieselmotorbenutzt.

1908 Prosper L’Orange entwickelt bei Deutz eine präzisearbeitende Einspritzpumpe mit Nachkammerverfahren.1909 Vorkammerprinzip mit halbkugelförmigem Brennraumvon Prosper L’Orange bei Benz entwickelt.1910 Forschungsschiff Fram erstes Schiff und HandelsschiffSelandia mit Dieselantrieb. Dampfturbine undKohlebefeuerung bis 1960 verdrängt.1912 Erste Lokomotive mit einem Dieselmotor.1913 Erster aufgeladener Dieselmotor in einer Lokomotive.1919 Trichterförmiger Einsatz in Vorkammer undNadeleinspritzdüse von Prosper L’Orange (Erfindung zumPatent).

Erster Dieselmotor von Cummins.

1921 Regelbare stufenlose Einspritzpumpe von Prosper L’Orange.1922 Erstes Serienfahrzeug mit (Vorkammer-)Dieselmotor ist der Ackerschlepper Typ 6 vonBenz-Sendling1923 Erste Lastkraftwagen mit Dieselmotor, von MAN, Benz und Daimler erprobt.1924 Markteinführung des Dieselmotors durch diese drei Nutzfahrzeug-Hersteller im LKWzur IAA.1927 Erste LKW-Einspritzpumpe und Einspritzdüsen von Bosch. Erster PKW-Prototyp vonStoewer.1932 Stärkster Diesel-LKW der Welt von MAN mit 160 PS.1933 Erster PKW mit Dieselmotor (Citroën Rosalie), Motor vom englischen Dieselpionier SirHarry Ricardo[2]. Wegen Gesetz keine Serie.1934 Erster Turbodieselmotor für einen Eisenbahnzug von Maybach.1936 Erster in Serie gefertigter Personenkraftwagen mit Dieselmotor (Mercedes-Benz 260


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Das Patent für Rudolf Dieselvom 23. Februar 1893

Deutsche Briefmarke (1997):100 Jahre Dieselmotor

D, Hanomag und Saurer)1936 Daimler-Benz Luftschiff-Dieselmotor 602/LOF6, für dasLuftschiff LZ129 Hindenburg.1936 der BMW 114 Flugzeug-Dieselmotor Versuchsmotor,Entwicklung 1937 eingestellt.1938 Erster Turbodieselmotor von Saurer.1944 Luftkühlung für Dieselmotoren von KHD zurSerienreife entwickelt. Später von Magirus-Deutz benutzt.1953 Turbodiesel LKW für ein Mercedes Löschfahrzeug inkleiner Serie.1954 Turbodiesel-LKW in Großserie von Volvo.1958 Erster Dieselmotor mit obenliegender Nockenwelle vonDaimler-Benz.1968 Peugeot stellt mit dem 204 den ersten Kleinwagen mitquer eingebautem Diesel vor.1973 Ladeluftkühlung beim Dieselmotor von DAF.1976 Februar: Erprobung des Volkswagen-Dieselmotor fürden PKW Golf im Großversuch mit 300 PKWs. SeptemberVorstellung VW Golf 1 Diesel.1976 Common-Rail Entwicklung der ETH Zürich.1977 Erster PKW-Turbodiesel (Mercedes 300 SD).1985 ATI-Intercooler-Dieselmotor von DAF.

Erstes Common-Rail-System für LKW in einemmodifizierten IFA W50 im Straßenverkehr-Dauerbetrieberfolgreich erprobt. Der Motor-Prototyp ist heute imIndustriemuseum Chemnitz zu besichtigen.[3]

1986 EDC für Verteilerpumpe (Pkw) von Bosch im BMW524tD.1987 Stärkster Serien-LKW mit einem 460 PS-Dieselmotorvon MAN.

EDC für Reihenpumpe (Lkw) von Bosch in einemMercedes-LKW.

1988 Erster Turbolader mit Direkteinspritzung beimDieselmotor von Fiat Croma TD i.d. 66 kW (90 PS).1991 Turbo-Compound für den Euro 1 LKW-Dieselmotor von Scania.1993 Pumpe-Düse-Einspritzung für den LKW-Dieselmotor von Volvo.1995 Pumpe-Leitung-Düse PLD-Einspritzsystem (auch unter der Kurzbezeichnung UPS(Unit Pump System) bekannt) von Bosch.1996 Hochdruck-Verteilerpumpe VP44 von Bosch.1997 Common Rail System für PKW von FIAT und Bosch.

Erster aufgeladener PKW-Dieselmotor mit direkter Common-Rail-Hochdruckeinspritzung und variabler Turbinengeometrie (Fiat-Alfa Romeo 156JTD).

1998 Erster V8-PKW-Dieselmotor BMW 3,9 l DE-Turbodiesel, 180 kW.

Pumpe-Düse-Einheit PDE für PKW (auch unter der Kurzbezeichnung UIS (Unit InjectorSystem) bekannt) von Bosch.

1999 Euro 3 von Scania und erster Common Rail-LKW-Dieselmotor von Renault.

Common Rail-System für Nutzfahrzeuge (LKW) von Bosch.

2000 Erste PKW-Dieselmotoren mit Partikelfilter in Serie von Peugeot.


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2004 In Westeuropa steigt der Anteil neuzugelassener PKW mit Dieselmotor auf über 50 %.

Euro 4 + 5 mit dem SCR-System im Mercedes, Euro 4 mit EGR System undPartikelfilter von MANErstes Common Rail-System mit Piezo-Injektoren von Bosch.Erster Nonstop-Transatlantikflug eines mit Dieselmotoren angetriebenen Flugzeugs inder Allgemeinen Luftfahrt, einer Diamond DA42 TwinStar mit zwei Thielert Centurion1.7-Motoren

2005 Zukunftspreis des Deutschen Bundespräsidenten für Bosch und Siemens VDO -Entwicklung der Piezo-Inline-Injektoren für Common Rail-Systeme2006 Weltweit erster Erfolg des Diesel-Rennwagen Audi R10 TDI im 12-Stunden-RennenSebring. Deklassiert alle Motorkonzepte.

Euro 5 für alle Iveco-LKW-Typen.

2007 Euro 5 mit EGR-System bei Scania.2008 Subaru stellt den ersten serienreifen Diesel-Boxermotor vor.

Euro 5 mit EGR-System für alle MAN-LKW-Typen.stärkster Serien-LKW mit einem 680 PS-Dieselmotor von MAN.stärkster Serien-Diesel-PKW mit einem 368 kW (500 PS)-Dieselmotor von Audi.stärkster Schiffsmotor der Welt mit 87220 kW ist der 14K98MC7 von MAN Diesel SE.

Technologie

Prinzip

Beim Diesel-Verbrennungsverfahren wird im Gegensatz zum Ottomotor kein zündfähigesLuft-Kraftstoff-Gemisch dem Brennraum zugeführt, sondern ausschließlich Luft. Diese Luft wirdzunächst im Zylinder hoch verdichtet, wodurch sie sich auf etwa 700 bis 900 °C erhitzt. Vor demoberen Totpunkt beginnt die Einspritzung und Feinstverteilung des Kraftstoffes in der heißenLuft im Brennraum. Unterstützend wirkt dabei, dass die Luft einem Wirbel um die Hochachseausgesetzt ist, wie es bei modernen direkteinspritzenden Dieselmotoren der Fall ist, und somitfür eine rasche Verteilung und Zerstäubung der Dieseltröpfchen sorgt. Die hohe Temperatur istausreichend, um den Kraftstoff von der Oberfläche beginnend zu verdampfen und das Dampf-Luft-Gemisch zu zünden.

Aus thermodynamischer Sicht stellt der von Rudolf Diesel erdachte und nach ihm benannteDiesel-Prozess einen Vergleichsprozess für den Dieselmotor dar. Weil in diesem die tatsächlichenVerbrennungsvorgänge nur unzureichend abgebildet werden, wird besser der Seiliger-Prozessals Vergleichsprozess herangezogen. (mehr dazu im Abschnitt: Thermodynamik desDieselmotors)

Kennzeichen des Dieselmotors:

Selbstzündung: Die angesaugte oder durch einen Lader zugeführte Luft heizt sich durch die(annähernd) adiabate Kompression stark auf, und der in die heiße Luft eingespritzteKraftstoff entzündet sich ohne eine externe Zündhilfe. Die im Ottomotor notwendigenZündkerzen entfallen, nur zum Kaltstart sind Zündhilfen (z. B. Glühkerzen, Startkraftstoff)notwendig.Innere Gemischbildung: Kraftstoff und Luft werden erst im Brennraum gemischt.Hohes Verdichtungsverhältnis, so dass eine Selbstzündung möglich ist.Regelung: Die Motorleistung wird nicht wie beim Ottomotor durch die Menge deszugeführten Kraftstoff-Luft-Gemisches geregelt, sondern durch den Kraftstoffgehalt einerkonstanten Gasmenge, der durch die eingespritzte Kraftstoffmenge variiert werden kann.

Kraftstoff


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Der Motor war für den Gebrauch von Mineralöl konstruiert. Den Einsatz von Kraftstoff auf Basisvon Pflanzenölen testete Rudolf Diesel im Rahmen der Weltausstellung im Jahr 1900. Erberichtete darüber auf einem Vortrag vor der Institution of Mechanical Engineers of GreatBritain: „… auf der Pariser Weltausstellung 1900 wurde ein kleiner Diesel-Motor der Firma Ottogezeigt, der auf Anforderung der französischen Regierung auf Arachidöl lief, und er arbeitete soproblemlos, dass nur sehr wenige Leute darauf aufmerksam wurden.“ [4][5]

Ausführungen

Dieselmotoren werden als Zweitaktmotor oder als Viertaktmotor mit und ohne Aufladungausgeführt.

Zweitakt-Dieselmotoren werden oft als Großmotoren in Schiffen und Verbrennungsmotoren-Kraftwerken eingesetzt (siehe auch: Schiffsdieselmotor), welche thermodynamisch dieeffizientesten Verbrennungskraftmaschinen darstellen. Kleinere Einheiten werden auch beiDiesellokomotiven, Lastkraftwagen (insbesondere bei der ehemaligen Lkw-Marke Krupp) aberauch bei Luftfahrtantrieben (z. B. Zoche) verwendet. Eine besondere Form des Diesel-Zweitakters ist der Gegenkolbenmotor, der wegen seines günstigen Leistungsgewichtes sogarals Flugmotor Verwendung fand (Junkers Jumo 205), heute jedoch trotz verschiedenerWeiterentwicklungsansätze ungebräuchlich ist.

Häufiger ist jedoch der Viertakt-Dieselmotor, dessen Hauptanwendungen im Antrieb vonDiesellokomotiven, Dieseltriebwagen, Kraftfahrzeugen, Baumaschinen und Generatoren liegen.Dieselmotoren gibt es ferner in wasser- oder in luftgekühlter Bauweise; letztere wurde vonKlöckner-Humboldt-Deutz entwickelt und lange Jahre für den Antrieb von Magirus-DeutzNutzfahrzeugen und Landmaschinen verwendet.

Einspritzverfahren

Im Wesentlichen lassen sich die Einspritzverfahren nach einem kompakten Brennraum und nacheinem unterteilten Brennraum unterscheiden:

Geteilter Brennraum in Kammermotoren, die je nach Unterteilung dem Vorkammer-,Wirbelkammer- und Lanova-Einspritzverfahren zugeordnet werdenEinteiliger Brennraum bei der Direkteinspritzung, wobei der Brennraum teilweise oderganz im Kolbenboden liegen kann, insbesondere beim MAN-M-Verfahren

Bei den o. a. Verfahren werden verschiedene Pumpensysteme zum Aufbau der Einspritzdrückeverwendet:

bei Motoren mit Vorkammer- oder WirbelkammereinspritzungEinzel-EinspritzpumpeVerteiler-Einspritzpumpe oderReihen-Einspritzpumpe

bei Motoren mit DirekteinspritzungEinzel-Einspritzpumpe, u.a. in der Bauart als Einzelstempelpumpe, umgangssprachlichhäufig Steckpumpe genanntReihen-EinspritzpumpeVerteiler-EinspritzpumpePumpe-Düse-Einspritzsysteme oderCommon-Rail-Einspritzung

Vor- und Nachteile gegenüber einem leistungsgleichen Ottomotor (ohneDirekteinspritzung)

Vorteile des Dieselmotors

Ein günstigerer Wirkungsgrad gegenüber einem Ottomotor wegen der höheren Verdichtung


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(Expansionsgrad).Durch die fehlende Drosselung nur sehr geringe Ladungswechselverluste und daherinsbesondere im Teillastbereich einen geringeren spezifischen Kraftstoffverbrauch.Im Vergleich zu einem Ottomotor ohne Abgasnachbehandlung geringerer Ausstoß vonKohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxid.Einsatz von einfacher herzustellenden, ungefährlicheren – weil langsamer verdampfenden –Kraftstoffen (der Flammpunkt von Dieselkraftstoff liegt deutlich über dem von Benzin).Entscheidendes Kriterium für die Eignung von Dieselkraftstoffen ist die Cetanzahl (imGegensatz zur Oktanzahl von Benzin), die ein Maß für die Zündwilligkeit des Kraftstoffsdarstellt.Durch die schmierende Wirkung des Dieselkraftstoffs verbesserte Notlaufeigenschaften.

Die wirtschaftlichen Vorteile eines Dieselmotors für den PKW-Antrieb hängen teilweise auch vonden steuerlichen Randbedingungen ab. In zahlreichen Staaten ist Dieselkraftstoff günstiger alsOttokraftstoff, obwohl der Brennwert pro Liter Dieseltreibstoffs etwa 7% höher ist als der vonBenzin, so dass sich die meist höheren Anschaffungskosten für ein Dieselfahrzeug über dieLaufzeit amortisieren.

Nachteile des Dieselmotors

Höherer Ausstoß von Stickstoffoxiden gegenüber einem Benzinmotor mit 3-Wege-Katalysator.Partikelausstoß (Dieselruß und andere), darunter auch lungengängiger Feinstaub, derjedoch mit einem Partikelfilter reduziert werden kann.Höhere Produktionskosten.Größere Geräuschemissionen (nicht mit dem „Nageln“ gleichzusetzen, welches die Folgeeines fehlerhaften Brennverlaufs ist).Unkultivierter Motorlauf (insbesondere bei älteren direkteinspritzenden Motoren).Schlechteres Leistungsgewicht im Vergleich zum Ottomotor (gilt nur für Viertakt-Dieselmotoren).Eine begrenzte Höchstdrehzahl, die durch den Zündverzug des Dieselkraftstoffs begründetist. Dadurch ist eine weitere Leistungssteigerung nur über eine Erhöhung des mittlerenVerbrennungsdrucks (und damit des Drehmoments) möglich.Zur Erzielung hoher Leistungsdichten wird eine Aufladung benötigt (Turbolader oderKompressor), bedingt durch niedrigere spezifische Leistung und niedrigere maximaleDrehzahl (beides verfahrensimmanent) als beim Ottomotor.Aufwendige Abgasreinigung; katalytische Nachbehandlung der Stickoxide wegen des hohenLuftüberschusses nur schwer zu verwirklichen. Wobei ein mittlerer Luftüberschuss z. B.beim Betrieb mit einem stufenlosen Getriebe, einem Speicherkatalysator und einemRußfilter nicht zwingend ist.Gelegentlicher Einsatz verschleißfesterer Materialien z. B. keramikbeschichteterKolbenringe.Andere Ansprüche an das Schmieröl (im Vergleich zu Ottomotoren), z. B. höhereScherbelastung.

Besonderheiten bei Motoren für den Antrieb von Kraftfahrzeugen

Drehmomentverlauf und Leistungsabgabe

Dieselmotoren besitzen eine physikalisch bedingte Drehzahlgrenze von etwa 5.500Umdrehungen pro Minute. Dies ist großteils auf den Zündverlauf speziell bei der Verwendungvon Dieselkraftstoff zurückzuführen und wird durch den Zündverzug, der zwischen 1 und 10 msliegt, beschrieben. Aufgrund der gegenüber dem Ottomotor massiveren Bauweise wird dieHöchstdrehzahl häufig auch von den höheren Massenkräften begrenzt. Zum Teil gibt esDieselmotoren, die auch vergleichsweise hohe Drehzahlen erreichen können. Ein von der FirmaDr. Schrick GmbH entwickelter direkteinspritzender kleinvolumiger 2-Zylinder-Turbodiesel fürDrohnen erreicht seine Nennleistung erst bei 6000/min, der Ventiltrieb ist bis 10.000/min


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drehzahlfest.[6] Anzumerken bleibt, dass bei UAVs (unmanned/uninhabited/unpiloted aerialvehicle) praktisch keine Abgasvorschriften zu beachten sind.

Bei Ottomotoren wird im Gegensatz dazu die Drehzahl vor allem durch die mechanischenBelastbarkeitsgrenzen der Bauteile bestimmt. So erreichen Formel-1-Motoren bis zu 20.200/min(Williams-Cosworth, Saisonstart 2006). Ottomotoren mit Glühkerzenzündung fürModellfahrzeuge erreichen wegen der geringeren Abmessungen noch weit höhere Drehzahlenvon bis zu 40.000/min.

P sei die Leistung, M das Drehmoment und n [1/s] die Drehzahl mal 2π ergibt dieWinkelgeschwindigkeit ω. Aus der Gleichung oder lässt sich folglichableiten, dass das Drehmoment M eines Dieselmotors aufgrund des kleineren Drehzahlbereichesim Vergleich zu einem Ottomotor höher sein muss, um die gleiche Leistung zu erreichen. Dieswird durch einen größeren Hubraum oder eine Aufladung erreicht.

Eine vergleichsweise robuste Ausführung der Gebrauchsdieselmotoren führte zu einem höherenMotorengewicht.

Dieselmotoren sind oft als Langhuber ausgeführt. Dadurch wird das im Vergleich zum Ottomotorhöhere geometrische Verdichtungsverhältnis (Kompressionsvolumen, Schadraum), dasmaßgeblich für den Grad der Lufterhitzung während des Kompressionstaktes ist, einfacher undunproblematischer als mit kurzhubigen Motorkonzepten erreicht. Zudem wird durch die langeExpansionsphase die Energie der Verbrennungsgase besser ausgenutzt und somit dieWirtschaftlichkeit erhöht.

Die Literleistung eines unaufgeladenen Dieselmotors ist deutlich geringer als die einesvergleichbaren unaufgeladenen hubraumgleichen Ottomotors, auch weil der Dieselmotor miteinem erheblichen Luftüberschuss betrieben werden muss, um akzeptable Rußemissionen zuerzielen.

Kommt beim Pkw-Diesel eine Motoraufladung zum Einsatz, liegt das Drehmomentmaximumbevorzugt im Bereich von 1600 bis 2000 Umdrehungen. Bei einer Nenndrehzahl um 4000 liegensomit günstige Elastizitätswerte vor. Bereits bei Leerlaufdrehzahl erreicht das Drehmoment vonDieselmotoren mit 50 % des Maximalwertes verhältnismäßig große Drehmomente. In einigenStraßenfahrzeugen wird die Drehmomentkurve durch eine Steuerelektronik, die in kritischenBetriebsfällen die eingespritzte Treibstoffmenge und damit das Drehmoment zurücknimmt,begrenzt, um den Antriebsstrang (Getriebe, Achsantrieb, Antriebswellen) vor Überlastung zuschützen bzw. um aus Kostengründen mit der vorhandenen Auslegung des Antriebsstranges einegrößere Anzahl von Gleichteilen mit ähnlichen Fahrzeugmodellen zu behalten.

Als Mittelschnellläufer bezeichnet man Dieselmotoren mit einem Drehzahlbereich zwischen 300und 1200/min[7].

Drosselklappen

Beim Prinzip des Dieselverfahrens sind Drosselklappen prinzipiell nicht erforderlich und wegender Drosselverluste (Vergrößerung Ladungswechselschleife) für den Wirkungsgrad nichtsinnvoll. Allerdings werden in modernen PKW aus Gründen der strengen Abgasnormengelegentlich Drosselklappen verbaut. Durch eine Drosselklappe kann im Betrieb mitAbgasrückführung ein höheres Druckgefälle erreicht werden. Zusätzlich kann imRegenerationsbetrieb des Partikelfilters ein zu starkes Durchströmen von Luft, d. h. hierAbkühlen des Abgases verhindert werden. Verstärkt wird die Drosselklappe zur Verbesserungdes Ansaugluftstrom-Geräuschverhaltens (engl.: Sound Design) genutzt.

Eine Art Drosselung wird beim 4-Ventil-Dieselmotor im PKW zur Erhöhung der Luftverwirbelungin jeweils einem Einlasskanal angewandt. Diese bauliche Maßnahme wirdEinlasskanalabschaltung genannt und kommt nur im unteren Last- und Drehzahlbereich zumEinsatz (Verminderung des Partikelausstoßes – Beachte Trade Off PM/NOx).

In der Geschichte gibt es Beispiele für Dieselmotoren, die aus einem weiteren Grund mit einerDrosselklappe ausgestattet waren. So z. B. der 260D von Mercedes-Benz: Mit diesem Modell


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wurde 1936 das erste Pkw-Diesel Fahrzeug vorgestellt. Noch bis in die 1980er Jahre bauteMercedes in Dieselmotoren Drosselklappen ein, weil die früher verwendete Bauart der Bosch-Einspritzpumpe pneumatisch, d. h. durch leichten Unterdruck im Ansaugtrakt gesteuert wurde.Diese Art der Regelung ist jedoch recht anfällig für Schwarzrauchbildung in manchenBetriebszuständen: eine Überfettung des Motors mit zu viel Dieselkraftstoff, der nicht komplettverbrennt und Ruß erzeugt. Daneben kann durch die Drosselklappe die Auskühlung derVorkammer im Schubbetrieb oder Leerlauf verringert werden, so dass bei erneutem Gasgebendie Rußemission geringer ausfällt.

Einspritztechniken

Die von Ottomotoren bekannte Vorzündung findet sich in abgewandelter Form auch in derMotorsteuerung von Dieselmotoren wieder. Bei mechanisch geregelten Pumpen gibt es dazuzwei Mechanismen: Der Spritzversteller sorgt abhängig von der Motordrehzahl für einefrühzeitige Einspritzung vor dem oberen Totpunkt, und der Kaltstartbeschleuniger verlegt denEinspritzbeginn bei tiefen Temperaturen in der Kaltlaufphase in Richtung „früh“. Beielektronisch geregelten Pumpen werden diese Aufgaben vom Steuergerät übernommen.

Eine neuere Entwicklung im Bereich der Einspritzung ist die Common-Rail-Technik. Dabei wirdnicht mehr ein Druckpuls erzeugt, von dem das Einspritzventil geöffnet wird, sondern es gibt eingemeinsames Hochdruckreservoir (= Common Rail) für alle Einspritzdüsen, das auf konstantemDruck gehalten wird. Der Einspritzvorgang wird durch das elektromagnetisch oderpiezoelektrisch geöffnete Ventil gesteuert. Dadurch ist es möglich, extrem kleineKraftstoffmengen als Voreinspritzung vor der Hauptmenge in den Zylinder einzubringen.Nacheinspritzungen zur Erhöhung der Abgastemperaturen bei derDieselpartikelfilterregeneration werden dadurch ebenfalls möglich. So lässt sich der gesamteEinspritzvorgang eines Arbeitsspieles in bis zu 5 Einzelvorgänge zerlegen.

Ohne gemeinsames Reservoir, aber ebenfalls mit elektromagnetischem Ventil, arbeitet diePumpe-Düse-Einspritztechnik. Die Druckerzeugung findet für jede Düse in einem ihrzugeordneten und unmittelbar verbundenen Bauteil – der Pumpe – statt. Dadurch entfallen dielangen Einspritzleitungen, und es können höhere Drücke (Stand der Technik sind etwa 2.500bar) als bei der Common-Rail-Technik erreicht werden. Die Mechanik ist für jeden Zylinderseparat erforderlich. Das so gesteuerte Pumpe-Düse-System ist teurer als Common-Rail-Systeme, weswegen aus Kostengründen üblicherweise nur bis zu vier Zylinder damitausgerüstet werden.

Direkteinspritzung

Beim Direkteinspritzer handelt es sich um einen Dieselmotor, dessen Einspritzdüse direkt imVerbrennungsraum (ohne Nebenkammer) angeordnet ist. Weiteres Kennzeichen desDirekteinspritzer-Diesels ist die meist Omega-förmige Mulde im Kolbendach. Die geringereBrennraumoberfläche im Vergleich zu einem Dieselmotor mit geteiltem Brennraum (Vor- oderWirbelkammer) ermöglicht geringere Wärmeverluste, vermeidet Überströmverluste und führtsomit zu einem besseren Wirkungsgrad. Deshalb haben diese Motoren einen besondersniedrigen Verbrauch. Bedingt durch die höheren Zünddruckanstiege sind sie aber auch lauterals vergleichbare Kammermotoren.

Jahrzehntelang wurden Direkteinspritzer-Dieselmotoren ausschließlich im gewerblichenFahrzeugbereich und bei Stationärmotoren eingesetzt. Die wesentlichen Gründe waren:

Nachteiliges Geräuschbild, das in einem PKW nicht akzeptiert wurde.Mehrlochdüsen, die leicht verstopfen oder verkoken können, in Verbindung mit relativkleinen Kraftstoffmengen, die aber für eine gute Gemischbildung erforderlich waren.Wirtschaftliche Randbedingungen (Priorität der Betriebskosten beim Nutzfahrzeug,Anschaffungskosten beim Pkw)

Bis in die 1990er Jahre dominierten Kammermotoren in PKW-Dieselfahrzeugen. Eine Änderungzeichnet sich seit 1987 ab. Seit dem wurden Dieselmotoren mit Direkteinspritzung inPKW-Großserie eingesetzt, erstmals in dem von Fiat angebotenen Fiat Croma TD i.d. Der Motor


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wurde in Zusammenarbeit zwischen Magneti Marelli und dem Fiat Forschungszentrum inNeapel entwickelt. Ein aus dem Nutzfahrzeugbereich bekannter Motor wurde adaptiert und miteiner elektronischen Einspritzsteuerung ausgestattet. Dadurch konnte die Laufruhe auf ein fürPKW-Verhältnisse brauchbares Maß verbessert werden.

Während der Ära Piëch arbeitete auch Audi an einem solchen Motor. Daraus resultierte 1989 alszweiter PKW dieser Art nach dem Fiat der Audi 100 TDI. Sein Motor zeichnete sich durch einhohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen und guten Fahrleistungen aus. Er begründete denErfolg der TDI-Motoren aus dem Volkswagen-Konzern. Audi konnte im Jahr 2006 den ersten Siegeines Rennwagens mit Dieselmotor beim 24-Stunden-Rennen von Le Mans erringen.

Heute hat sich bei Dieselmotoren die Turboaufladung in Verbindung mit Direkteinspritzungweitgehend durchgesetzt. Vereinzelt gibt es noch Dieselmotoren ohne Aufladung (Saugdiesel)oder Dieselmotoren mit indirekter Einspritzung.

Leistungssteigerung

Hauptlimitierender Faktor ist die beschränkte Höchstdrehzahl (vgl. Zündverzug), weshalb maneine effektive Leistungssteigerung nur durch Aufladung erreichen kann. Die theoretischenGrenzen bezüglich denkbarer Verdichtungs- und Verbrennungsdrücke sind dabei weiter gestecktals beim Ottomotor (Klopfen). Allerdings führt hohe effektive Verdichtung bedingt durch einehohe Aufladung zu höheren Stickoxidwerten im unbehandelten Abgas. Weitere Beschränkungenergeben sich aus dem Einhalten akzeptabler Werte für die Scherbelastung des Ölfilms und derLagerbelastung; dennoch ist das Leistungspotential der heutigen Dieselmotoren noch langenicht ausgeschöpft.

Gängige Maßnahme für die Aufladung ist der Einsatz von Abgasturboladern. Durch dieVorverdichtung der Luft erhält jede Zylinderfüllung mehr Sauerstoff, die Einspritzmenge kanndann erhöht werden, und im gleichen Zylinder wird mehr Kraftstoffenergie bei praktischgleichen Verlusten umgesetzt. Dieses erhöht die Leistung deutlich und auch der Wirkungsgraddes Motors verbessert sich um etwa 5 bis 10 % (Downsizing).

Thermodynamik

Als thermodynamischer Vergleichsprozess des Dieselmotors lässt sich der Seiliger-Prozessheranziehen. Der thermische Wirkungsgrad nimmt mit höherer Verdichtung (Expansion) zu. BeiDieselmotoren ohne Aufladung beträgt das geometrische Verdichtungsverhältnis etwa 1:18 bis1:25. Bei Dieselmotoren mit Aufladung liegt es in der Regel unter 1:18.

Der thermische Wirkungsgrad des Dieselmotors hängt neben dem Verdichtungsverhältnis auchvom Einspritzverhältnis ab. Bei einer Motorkonstruktion ist der Höchstdruck, bedingt durch diemechanischen Belastungsgrenzen, vorgegeben. Deshalb findet der zweite Teil der Verbrennungnach dem oberen Totpunkt im Gleichdruckverfahren statt.

Einer Steigerung des Verdichtungsverhältnisses sind Grenzen gesetzt. Beim Direkteinspritzerwird die kontrollierte Verbrennung problematisch. Eine höhere Verdichtung hat ein Ansteigender maximalen Verbrennungstemperatur zur Folge, sodass der Luftstickstoff vermehrt mit demLuftsauerstoff reagiert und es zu einer, im Vergleich zum Ottomotor, erhöhten Konzentration vonStickoxiden im Abgas kommt. Abhilfe kann die so genannte Abgasrückführung (AGR) schaffen.Dabei wird der dem Motor zugeführten Luft Abgas beigemischt. Dieses bewirkt eine Reduktiondes Sauerstoffanteils. Dadurch werden die Spitzentemperaturen bei der Verbrennung gesenkt,und damit kommt es zu einer Reduzierung des (NOx)-Anteils im Abgas. Ist der Abgasanteil imVerhältnis zum später eingespritzten Dieselkraftstoff zu hoch, beginnt ein Dieselmotor wegendes Sauerstoffmangels zu rußen (Schwarzrauchbildung).

Abgase und Partikelfilter

1985 wurde erstmalig serienmäßig ein Partikelfilter in einem Fahrzeug verbaut, in demausschließlich für den amerikanischen Markt bestimmten Mercedes-Benz 300 SDL. Schon 1988wurde die Produktion eingestellt.


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„Diesel“-Schriftzug an einemPkw

Der erste Fahrzeughersteller, der einen Partikelfilter für den europäischen Markt serienmäßigeinbaute, war der PSA-Konzern. 2003 bot mit Mercedes-Benz ein Hersteller Fahrzeuge mitDieselpartikelfilter an, die auch Euro 4 erfüllen.

Momentan bieten fast alle Hersteller in verschiedenen Fahrzeugen Partikelfilter an. Dies istneben den latenten Kundenwunsch auf die erwartete Einführung von Fahrverboten in einigenGebieten für filterlose Fahrzeuge und steuerliche Nachteile zurückzuführen. Es findet also einähnlicher Prozess, wie damals bei der Einführung der Katalysatoren bei PKWs mitBenzinmotoren in den 1980ern, statt. Von Peugeot und Citroën werden die Filter in Deutschlandauch bei Kleinwagen serienmäßig angeboten.

Erste Vorschläge des Umweltbundesamtes für den Partikelgrenzwert der Euro-5-Norm sind soniedrig, dass sie nur durch den Einsatz eines Partikelfilters zu erfüllen sind. Der insbesonderevon deutschen KFZ-Herstellern beschrittene alternative Weg, den Partikelausstoß durchOptimierung der Verbrennung zu verringern, geriet in Kritik, als sich herausstellte, dass diePartikel-Gesamtmasse zwar in bestimmten Lastbereichen reduziert werden konnte, die nunerzeugten Partikel jedoch zahlreicher, kleiner und somit lungengängig und potentiell vielgefährlicher als die groben Stäube waren (siehe auch HCCI).

In Österreich soll die Normverbrauchsabgabe (NOVA) ab 2005 um 300 € beim Kauf einesNeuwagens (PKW) mit Partikelfilter reduziert werden, andererseits soll die NOVA beiNeufahrzeugen ohne Filter um 150 € erhöht werden.

Bei in Flurförderzeugen eingesetzten Dieselmotoren sind Rußpartikelfilter seit den 1970erJahren üblich. Die Verwendung dieser auch für jeden Motor individuell erhältlichen Filter wirdjedoch durch bürokratische Hürden außerhalb dieses Einsatzbereiches verhindert.

International verkehrende Schiffe unterliegen in weiten Teilen der Welt nur sehr geringenUmweltanforderungen. Die Verbrennung von schwefelreichem Schweröl (Bunkeröl C) inSchiffsdieseln führt zu Belastungen in Hafenstädten und stark befahrenen Seegebieten.

Neuere Arbeiten beschäftigen sich mit der Verwendung von Perowskit in Fahrzeugkatalysatorenfür Dieselmotoren, die mit Sauerstoffüberschuss betrieben werden, um ihren Wirkungsgrad zuverbessern.[8][9] Der im Abgas enthaltene Sauerstoff verhindert die Nutzung herkömmlicherAbgaskatalysatoren. Die Dotierung perowskithaltiger Katalysatoren mit Palladium erhöht dieBeständigkeit gegen Vergiftung durch Schwefel.[10]

Der Diesel-Boom im PKW-Bereich

Bis in die Mitte der 1990er Jahre galten Diesel-PKW als sparsam und zuverlässig – allerdings inBezug auf Fahrleistungen selbst bei etwas größerem Hubraum einem Ottomotor unterlegen.Dies änderte sich mit der zunehmenden Verbreitung der Turboaufladung und durch dieEinführung der direkten Kraftstoffeinspritzung. Zuvor wurden zugunsten der Laufruhe beischnelllaufenden Kleindieselaggregaten (PKW-Motoren) der Kraftstoff nicht direkt in denBrennraum injiziert, sondern in eine Vorkammer (z. B. Mercedes, Fiat) oder eine Wirbelkammer(z. B. Volkswagen, BMW) eingespritzt.

Diese Art von Dieselmotoren wurde in Großserie für PKWerstmals ab 1988 in dem von Fiat angebotenen Fiat Croma TD i.d.eingesetzt. Zusammen mit der Turboaufladung und derLadeluftkühlung wurde diese Dieselgeneration sehr elastisch. Diedirekte Kraftstoffeinspritzung brachte noch einmal eineLeistungs- und Drehmomentsteigerung in Verbindung mit einerVerbrauchsminderung mit sich, weil die Strömungverluste inKammer und Schuskanal eliminiert wurden. Allerdings dauerte es ca. 10 Jahre, bis alleHersteller diese im LKW schon lange eingesetzte Technologie an das spezielleAnforderungsprofil des PKW angepasst hatten. Selbst der für Spitzentechnologie bekannteHersteller Daimler-Benz führte die Direkteinspritzung als letzter Europäer ein. Zu groß warendie Nachteile vor allem in Bezug auf Abgasverhalten, Geräuschentwicklung und Lagerbelastung.Erreicht wurde dies durch spezielle Einspritzdüsen, Hochdruckeinspritzpumpen (bis über 2.000


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bar) sowie Piloteinspritzung. Zu Beginn wurden spezielle Verteilereinspritzpumpen (z. B. dieVP44 von Bosch) verwendet, später wechselten die meisten Hersteller zum Common-Rail-Systemoder zur Pumpe-Düse-Technik (insbesondere VW). VW geht aber derzeit auch zum Common-Rail-System über, weil dieses System einen besonders weichen Motorlauf mit entsprechendniedriger Lagerbelastung ermöglicht und nur geringfügig drehmoment- und leistungsschwächerals das Pumpe-Düse-System ist.

Heutzutage haben gängige Turbodieseldirekteinspritzmotoren bei niedriger Drehzahl einehöhere Nennleistung als Benzinmotoren ohne Aufladung gleichen Hubraumes bei weiterhinniedrigerem Verbrauch.

Früher galt in Deutschland die Meinung, dass sich ein Diesel wegen höherenAnschaffungspreises nur für Vielfahrer rentiert. Wegen der Preisdifferenz der Treibstoffartenund dem erheblichen Minderverbrauch vor allem auf der Kurzstrecke in der Stadt reichen heutetrotz der oft höheren Versicherungsprämie und Kraftfahrzeugsteuer bei vielen Fahrzeugenallerdings schon weniger als 10.000 Kilometer pro Jahr, damit sich der Diesel amortisiert.

Bedeutung des Dieselmotors

Nachdem der Dieselmotor im PKW (im Gegensatz zu LKWs, die in Europa nahezu ausschließlichmit Dieselmotoren angetrieben werden) jahrzehntelang ein Schattendasein führte, sindPersonenwagen mit Dieselmotoren in Europa mittlerweile weit verbreitet. In einigen Ländernstellen sie bereits mehr als die Hälfte der Neuwagenzulassungen. Das liegt vor allem an derEntwicklung relativ leiser Dieselmotoren mit Turbolader und Ladeluftkühler. In Verbindung mitdem niedrigeren Verbrauch bzw. dem höheren Wirkungsgrad im Vergleich zum Benzinverbrauchenden Ottomotor (Dieselkraftstoff hat mit 35,3 MJ/l überdies eine höhereEnergiedichte als Benzin mit 32 MJ/l) sowie der in vielen Ländern praktizierten steuerlichenBegünstigung des Dieselkraftstoffes, gewinnt dieser Motor an Attraktivität. Dieselkraftstoff wirdniedriger besteuert, um die Betriebskosten von Lastkraftwagen niedrig zu halten. Ausnahmenbilden hierbei Länder wie z.B. die Schweiz und Großbritannien, die den Dieselkraftstoff teurerverkaufen als Benzin. Als Ausgleich hierfür wird in einigen Ländern die Kraftfahrzeugsteuer fürDieselfahrzeuge angehoben, so dass erst eine hohe Kilometerlaufleistung zu einerNettoersparnis führt.

Für Dieselfahrzeuge spricht auch die Verwendbarkeit von Pflanzenöl und Biodiesel, die in derRegel wegen geringerer Besteuerung preiswerter als Dieselkraftstoff angeboten werden. Inanderen Kontinenten ist der Dieselmotor im PKW deutlich weniger verbreitet. Es gibt eineTendenz, dass der Dieselmotorenanteil auch global zunimmt. In der Schweiz ist der Dieselmotorim PKW aus oben genannten Gründen weniger verbreitet.

Dieselmotoren erreichen nicht so hohe Drehzahlen und Literleistungen wie vergleichbareOttomotoren. Ein Turbodiesel stellt dafür im unteren Drehzahlbereich ein hohes Drehmomentzur Verfügung. Dieselmotoren laufen in der Regel auch nicht so vibrationsarm wie Ottomotoren.Hohe Einspritzdrücke bis zu 2.000 bar mit modernen Piezo-Einspritzdüsen, die denDieselkraftstoff noch feiner zerstäuben, und eine leistungsfähige Motorsteuerungselektronikmachen den modernen Dieselmotor „salonfähig“.

Mittels Abgasrückführung wurde die Stickoxidproduktion des Dieselmotors positiv beeinflusst.Man muss hier allerdings einen Kompromiss zwischen vertretbaren Stickoxid- undPartikelwerten im Abgas eingehen, da bei hohen Abgasrückführungsraten zwar Motorleistungund Stickoxidwerte absinken, der Rußpartikelausstoß aber in nicht tolerierbarem Maß ansteigt.Dieselmotoren sind wegen ihrer Luftverschmutzung durch den krebserregenden Ruß in dieKritik geraten und werden deshalb zunehmend mit Partikelfiltern ausgestattet. In den Filternwerden die Rußpartikel zurückgehalten und von Zeit zu Zeit automatisch regeneriert.

Der beim Kaltlauf auftretenden, klopfenden Verbrennung (das sogenannte „Nageln“) wird inCommon-Rail-Systemen durch eine Aufteilung der Einspritzmenge auf mehrereEinspritzvorgänge begegnet, wobei ein Kompromiss zwischen niederer Partikelemission undLaufruhe eingegangen werden muss.


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Sommer-Hatz-Diesel

Junkers Jumo 205 Flugdiesel

Im Vergleich zu modernen Benzinmotoren, die mit Drei-Wege-Katalysator ausgerüstet sind, istder Stickoxidausstoss beim Dieselmotor deutlich höher.

Dieselkraftstoff ist dem Heizöl ähnlich, enthält aber weniger Schwefel und Paraffin. Bis 1994waren Dieselkraftstoff und „Heizöl leicht“ in Deutschland identisch. Wegen derunterschiedlichen Besteuerung wird Heizöl rot eingefärbt und enthält zusätzlichen den FarbstoffSolvent Yellow 124, um eine unerlaubte Verwendung in Dieselmotoren nachzuweisen (Delikt:Steuerhinterziehung).

Einsatzgebiete neben Pkw und Lkw

Motorräder

Als ungewöhnlich gelten Motorräder mit Dieselmotoren. NachStand 2005 sind die in Indien gefertigte Royal Enfield Bullet mititalienischen Lombardini- und einem deutschen Hatz-Dieselmotorkäuflich, beide mit einer Maximalleistung von etwa 8 kW (11 PS).Diese dürften die treibstoffeffizientesten Motorräder sein. DieFHT Esslingen hat im Rahmen eines studentischen Projekts einMotorrad mit Smart-Dieselmotor, Abgasrückführung undPartikelfilter entwickelt (EDiMo).

Flugzeuge

Seit einigen Jahren werden, zum ersten Mal nach den voretlichen Jahrzehnten aufgegebenen Entwicklungen von Junkers(siehe Jumo 205 und -207), Rolls-Royce und Packard, wiederernsthafte Versuche unternommen, die Vorteile des Dieselmotorsauch in der Luftfahrt nutzbar zu machen.

Beispiel hierfür sind die durch Umbauten des Volkswagen-Vierzylinder-TDI-Motors oder des 1,7 bzw. 2,0-l-Motors aus derMercedes-A-Klasse geschaffenen Flugmotoren. Von DiamondAircraft werden bereits sehr erfolgreich kleine ein- oderzweimotorige Flugzeuge mit von der Thielert AG umgebauten Mercedes-Motoren (ThielertCenturion 1.7) verkauft.

Die Fortschritte in der Dieseltechnologie erlauben es, bei gleicher Reichweite einen kleinerenund damit leichteren Tank einzubauen, der das höhere Motorgewicht relativiert. Damit kann dasLeistungsgewicht des Gesamtsystems Motor und Treibstoff auf Ottomotorniveau gesenktwerden, bei höheren Reichweitenanforderungen ist das Dieselmotorsystem sogar klar im Vorteil.

Probleme mit dem ungünstigeren Leistungsgewicht, mit den in der Luftfahrt komplexenZulassungsverfahren sowie mit der marktbeherrschenden Position der Ottomotoren-Anbietererschweren die Einführung jedoch und machen den Flug-Dieselmotor für große Automobilmotor-Produzenten wenig attraktiv. Kleine Firmen wie z. B. Thielert, DeltaHawk oder die Société deMotorisations Aéronautiques (jetzt SAFRAN) sind jedoch auf diesem Gebiet aktiv. Dieselmotorensind für den Antrieb von Flugzeugen interessant, weil man sie mit Kerosin (Jet A-1) betreibenkann, das auf Flughäfen günstiger als AvGas (Flugbenzin) zu bekommen ist. Die Wankel AGbietet einen Wankelflugmotor an, der mit Kerosin betrieben werden kann, aber keinSelbstzünder ist.

Wasserfahrzeuge

Schiffsdieselmotoren sind in der Schifffahrt die häufigste Antriebsart, vom Hilfsmotor beiSegelschiffen bis hin zu riesigen Aggregaten mit mehreren 10.000 PS. Als Kraftstoff dient beiGroßmotoren meist preiswertes, ungereinigtes Dieselöl oder Schweröl. Besonders die größerenSchiffsdieselmotoren mit Wirkungsgraden bis 50% sind für einen Betrieb mit niedrigenDrehzahlen ausgelegt. Es werden für kleine und mittlere Leistungen Viertaktmotoren (bis


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Ein MTU 20V4000M93-Dieselmotor auf derAusstellung SeaJapan 2008

Blick auf die Zylinderköpfemit Auslaßventilen einesZweitakt-Dieselmotors fürein großes Containerschiff,im Hintergrund 2 Reserve-Laufbuchsen

20.000 kW pro Motor, 450 - 900/min) und bei großen und größtenLeistungen Zweitaktmotoren (bis 80.000 kW pro Motor, 80 -120/min) eingesetzt. Die Abgasnutzung auf Schiffen mit Hilfe vonAbgaskesseln und Dampfturbinen ermöglicht eineWirkungsgradsteigerung um etwa 5%.

Bei Booten werden häufig modifizierte Industriedieselmotoren(zum Beispiel Craftsman Marine), PKW-Motoren (zum BeispielVolkswagen Marine) oder modifizierte LKW-Motoren (z. B. VolvoPenta) eingesetzt. Gegenüber Benzinmotoren bietenDieselmotoren in der Schifffahrt einige Vorteile:

kostengünstiger Kraftstoffder Kraftstoff an Bord ist weniger gefährlich

Benzin ist sehr leicht flüchtig (d. h. verdampft schnell). Benzindämpfe sind schwerer als Luft,sinken nach unten und sammeln sich im Motorraum an der tiefsten Stelle an. Durch einenFunken kann ein Benzindampf-Luft-Gemisch entzündet werden und explodieren. Deshalb sindbei Booten mit Benzinmotor(en) explosionsgeschützte Lüfter notwendig, die den Motorraumentlüften. In der Regel muss zudem vor einem Motorstart der Motorraum mehrere Minutenentlüftet werden. Dieseltreibstoff hat einen wesentlich geringeren Dampfdruck, d.h. bei einerbestimmten Temperatur ist Dieseldampf (trotz höherer Molekularmasse) weniger dicht unddaher weniger brennbar

keine gegenüber Feuchtigkeit empfindliche Zündanlage

Schienenfahrzeuge

Neben Elektromotoren stellen Dieselmotoren die meistverwendeteAntriebsart für Triebwagen und Lokomotiven dar (sieheDiesellokomotive). Häufig kommt eine Kombination beiderAntriebsarten zum Einsatz (siehe: Dieselelektrischer Antrieb).

Stromerzeugungsaggregate

Der dieselmotorgetriebene Stromerzeuger wird auchDieselaggregat genannt und dient der Stromversorgung von meistabgelegenen Gebäuden und anderen Objekten, welche nicht an dasStromnetz der Energieversorgungsunternehmen angeschlossensind. Als Notstromaggregat wird er eingesetzt, wo man auf eineunterbrechungsfreie Stromversorgung angewiesen ist, wie inRechenzentren, Krankenhäusern und Kernkraftwerken.

Es existieren auch tragbare Stromerzeuger mit Dieselmotor, meist mit Leistungen von ca.3...8 kW. Durch den niedrigeren Kraftstoffverbrauch sind die Betriebskosten gegenüber mitBenzin betriebenen Aggregaten niedriger. Zudem ist es möglich und erlaubt, Diesel-Stromerzeuger mit deutlich niedriger besteuertem Heizöl zu betreiben. Ein Nachteil gegenüberbenzinbetriebenen Geräten ist allerdings das deutlich höhere Gewicht (3 kW Benzin-Stromerzeuger: ca. 40...45 kg; 3 kW Diesel-Stromerzeuger: ca. 80 kg).

Motorsport

Aufgrund von Turboaufladung und Direkteinspritzung wurden Dieselmotoren Ende der 1990erauch im Automobilsport konkurrenzfähig. Gegenüber Ottomotoren haben Dieselmotorenbezüglich Motorleistung und Leistungsentfaltung so keine schwerwiegenden Nachteile mehr. ImGegenteil haben Dieselmotoren gegenüber Ottomotoren den Vorteil, dass sie weniger Kraftstoffverbrauchen und somit besonders bei Langstreckenrennen Vorteile haben. Hinzu kommt durchden Turbolader ein sehr hohes Drehmoment, welches das Fahren im mittlerern Drehzahlbereichohne Beeinträchtigung der Beschleunigung bewirkt und ihnen zudem bei Steigungen Vorteileverschafft. Weil Dieselmotoren etwa 15 % weniger Kraftstoff verbrauchen, muss weniger


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mitgeführt werden, was Dieselrennwagen auch einen geringen Gewichtsvorteil verschafft.

So konnte 1998 – Dieselmotoren waren damals im Fahrzeugfeld noch höchst selten – ein BMW320d als erster mit Dieselkraftstoff betriebener Rennwagen das 24-Stunden-Rennen auf demNürburgring gewinnen, wodurch für viel Aufmerksamkeit gesorgt wurde. Heute sindDieselfahrzeuge bei dieser Rennveranstaltung längst nichts Ungewöhnliches mehr. Auch in derWTCC setzte Seat als erster Hersteller 2007 zwei mit Dieselkraftstoff betriebene Seat León ein,denen auch schon ein Sieg gelang.

Seit 2003 nimmt Volkswagen an der Rallye Dakar teil und setzte von Anfang an Rallyewagen mitTDI-Motoren ein. War der VW Tarek 2003 eher noch ein Versuchsfahrzeug, begann Volkswagen2004 mit dem VW Race Touareg und seinem 2,5-Liter-Fünfzylinder-Diesel konkurrenzfähig zuwerden. Den Gesamtsieg der Rallye Dakar 2009 errang ein Team von Volkswagen Motorsport,damit siegte erstmalig ein Dieselfahrzeug. Der Erfolg wurde bei der Rallye Dakar 2010wiederholt. Auch das X-Raid-Team bestreitet seit 2002 mit dem BMW X5 und seit 2006 auch mitdem BMW X3, welche von 3-Liter-Sechszylinder-Biturbo-Dieselmotoren angetrieben werden, dieRallye Dakar und konnte damit immerhin schon Achtungserfolge und einen Etappensiegerringen.

2006 nahm Audi mit dem Audi R10 TDI als erstes Team mit Dieselmotoren am 24-Stunden-Rennen von Le Mans teil und konnte gleich im ersten Jahr den Sieg erringen, was 2007 und2008 erneut gelang. 2009 gewann Peugeot mit dem dieselbetriebenen Peugeot 908 HDi FAP.

Im sogenannten Truck Racing (Rennfahrten mit Lastkraftwagen) ist der Dieselmotor der üblicheStandard. Die heutigen Renntrucks haben Dieselmotoren mit rund 1.100 kW (1.500 PS), die dierund 5 Tonnen schweren Gefährte in 5 bis 6 Sekunden auf eine Geschwindigkeit von 160 km/hbeschleunigen.

Trotz all dieser Fortschritte haben Dieselmotoren jedoch konstruktionsbedingt den Nachteil,schwerer zu sein als gleichstarke Benzinmotoren, weswegen sie auch in besondersgewichtssensiblen Fahrzeugen wie Motorrädern oder Formel-1-Autos keinen Durchbrucherringen konnten.

Einzelnachweise

http://www.hueber.de/sixcms/media.php/36/Diesel.pdf1.Harry Ricardo2.Industriemuseums Chemnitz: (http://www.saechsisches-industriemuseum.de/c1/c1/redaktion?latestVersion=true&workshop=-1&format=HTML&fileTypeVersionId=-1&aFileName=&URLID=6213) restaurierter 6-Zylinder-Diesel-Versuchsmotor mit CommonRail-Einspritzsystem aus einem IFA W50 L/S-Testfahrzeug. Leihgabe des August-Horch-Museum, Zwickau

3.

http://www.inspire-project.eu/files/Education%20material/Educational%20materials%20in%20German/Vom%20Samenkorn%20zur%20Energie/Raps%F6l%20Anlage%201_Hintergrundinformationen.pdf , Seite 3

4.

Editors: Gerhard Knothe, Jon van Gerpen, Jürgen Krahl: The Biodiesel handbook(http://kaibosh.viscidity.com/The%20Biodiesel%20Handbook%20-%20Knothe,%20van%20Gerpen%20and%20Krahl.pdf). AOCS Press, Champaign-Illinois, 2005. Abgerufen am 2011.

5.

[1] (http://www.automobilrevue.ch/artikel_6330.html) Kleinstdiesel als Federgewicht,Dieselmotor für Drohnen

6.

http://www.motorlexikon.de/?I=8222&R=M7.Science 2010, 327, 16248.Abstract (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20339068) zu Science 2010, 327, 16249.Chemical and Engineering News, Vol. 88, Nr. 13, March 29, 2010, p. 1110.

Siehe auch


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VorglühanlageSaugdieselTurbodieselVielstoffmotorOttomotorViertaktmotorZweitaktmotorDieseleinspritzanlage

Literatur

Rudolf Diesel: Die Entstehung des Dieselmotors. Springer, Berlin 1913. Faksimile derErstausgabe mit einer technik-historischen Einführung. Steiger, Moers 1984. ISBN3-921564-70-0Max J. Rauck: 50 Jahre Dieselmotor. Zur Sonderschau im Deutschen Museum. Leibniz-Verlag, München 1949.Klaus Mollenhauer: Handbuch Dieselmotoren. VDI. Springer, Berlin 2007. ISBN978-3-540-72164-2 (Print) ISBN 978-3-540-72165-9 (Online)Andreas Knie: Diesel - Karriere einer Technik. Genese und Formierungsprozesse imMotorenbau. Berlin: Edition Sigma, 1991. ISBN 3-89404-103-XRichard van Basshuysen: Handbuch Verbrennungsmotor. Vieweg+Teubner, Wiesbaden2007. ISBN 978-3-8348-0227-9Robert Bosch GmbH: Dieselmotor-Management. Vieweg+Teubner, Wiesbaden 2004. ISBN978-3-528-23873-5Rainer Kurek: Nutzfahrzeug-Dieselmotoren. Hanser, München 2006. ISBN978-3-446-40590-5Volkmar Küntscher: Kraftfahrzeugmotoren. Vogel-Verlag, Würzburg 2006. ISBN978-3-8343-3000-0

Weblinks

Commons: Dieselmotor (//commons.wikimedia.org/wiki/Category:Diesel_engines?uselang=de) – Sammlung von Bildern, Videos undAudiodateien

Wiktionary: Dieselmotor – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme,Übersetzungen

150 Jahre Rudoph Diesel und sein Dieselmotor (http://www.diesel-2008.de/diesel/index.php?id=157)Interaktive Darstellung des Dieselmotor-Prozesses (http://www.k-wz.de/vmotor/dieselm.html)D.I. Gottfried Haider: Dieselinfo – Wissenswertes über Dieselmotoren(http://www.members.aon.at/dihaider/Dieselmot.htm)Informationen zum Dieselmotor bei Leifi-Physik (http://www.leifiphysik.de/web_ph09/umwelt_technik/08diesel/diesel.htm)MAN (Wiege des Dieselmotors) (http://www.manbw.com/)Dieselmotor für Motorräder (http://dieselkrad.info/)Dieselmotor für Flugzeuge (http://www.3sat.de/nano/cstuecke/74555/index.html)

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