Dieselmotor Mechanik Technik

Aufbau und Einsatz von Dieselmotoren

Der Dieselmotor ist nach seinem Erfinder Rudolf Diesel benannt. Dabei handelt es sich wie bei einem Ottomotor um einen Verbrennungsmotor, bei dem jedoch der eingespritzte Dieselkraftstoff durch die komprimierte Verbrennungsluft entzündet wird. Das weltweit erste Exemplar eines Dieselmotors, das mit Dieselkraftstoff angetrieben wurde, wurde 1983 von dem deutschen Erfinder und Ingenieur Rudolf Diesel in dem MAN-Werk in Augsburg entwickelt und der Öffentlichkeit präsentiert. Heutzutage sind Selbstzünder in unterschiedlichen Ausführungen und Variationen erhältlich und werden sowohl im kommerziellen Bereich als auch in der Industrie schon seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt.

Funktionsweise moderner Dieselmotoren

Der Dieselmotor hat eine besondere Art und Weise der Dieselkraftstoff-Entzündung (c) iStock.com / sspopov

Dieselmotor Mechanik Technik

Ein Dieselmotor unterscheidet sich vom traditionellen Ottomotor vor allem in der Art und Weise wie der Dieselkraftstoff entzündet wird. Bei einem Ottomotor wird die Vorkammer beim Ansaugtakt mit einer variablen Menge eines zündfähigen Gemisches aus Luft-Kraftstoff gefüllt, die je nach geforderter Leistung genau dosiert werden kann. Bei einem Dieselmotor ist dies jedoch nicht der Fall. Der Selbstzünder erhält in der Regel immer die ganze Zylinderfüllung Luft, die komprimiert wird und auf etwa 800 Grad Celsius erhitzt wird. Dank der erhitzten Luft entzündet sich der eingespritzte Kraftstoff in der Vorkammer von selbst und auf externe Zündhilfen, wie sie beim Ottomotor eingesetzt werden, kann verzichtet werden. Lediglich beim Kaltstart kommen bei einem Dieselmotor Zündhilfen wie z. B. Glühkerzen zum Einsatz.

Einspritztechniken bei einem Selbstzünder

Im Großen und Ganzen existieren bei einem modernen Dieselmotor zwei verschiedene Einspritzverfahren. Bei dieser Unterteilung in zwei Typen kommt dem Brennraum eine wichtige Rolle zu. Die erste Variante ist das Einspritzverfahren mit geteiltem Brennraum, das bei Kammermotoren zum Einsatz kommt. Dieser Typ kann je nach Art der Kammerunterteilung dem Vorkammer- oder dem Wirbelkammer-Einspritzverfahren zugeordnet werden. Bei der zweiten Ausführung handelt es sich um einen einteiligen Brennraum, der beim Dieselmotor mit Direkteinspritzung verwendet wird. Bei diesen Einspritzsystemen mit Direkteinspritzung werden auch unterschiedliche Pumpsysteme eingesetzt, die zum Aufbau des Einspritzdrucks verwendet werden. Bei einem Dieselmotor mit geteiltem Brennraum bzw. mit Vorkammer-Einspritzung oder Wirbelkammereinspritzung werden Einzel-Einspritzpumpen, Verteiler- sowie Reihen-Einspritzpumpen verwendet. Zudem kommt bei einem Selbstzünder mit Direkteinspritzung neben den oben genannten Systemen auch modernere Mechanismen wie die Common-Rail Einspritzung zum Einsatz.

Diverse Einsatzbereiche vom Dieselmotor

Auch bei Wasserfahrzeugen findet der Dieselmotor heutzutage Einsatz (c) iStock.com / suriyasilsaksom

Dieselmotor Hafen Container

Obwohl der Dieselmotor jahrelang auf dem europäischen Automobilmarkt eine untergeordnete Rolle spielte und der Ottomotor die erste Wahl darstellte, konnte sich der Selbstzünder schließlich im Laufe der Jahre doch noch durchsetzen. Mittlerweile stellen Fahrzeuge mit einem Dieselmotor in einigen europäischen Staaten bereits mehr als 50 Prozent der Neuzulassungen dar. Neben Pkws und Lkws gibt es auch immer mehr unterschiedliche Fahrzeuge, deren Herzstück ein Dieselmotor mit Partikelfilter darstellt.

  • Wasserfahrzeuge

    Bei Wasserfahrzeugen werden Selbstzünder schon seit Jahrzehnten erfolgreich eingesetzt und stellen die bei weitem häufigste Antriebsart dar. Selbstzünder-Motoren erfreuen sich vor allem im Schiffsverkehr großer Beliebtheit, weil da meist ungereinigtes Dieselöl als Dieselkraftstoff verwendet wird, was sich auf die Senkung der Betriebskosten äußerst positiv auswirken kann.

  • Motorsport

    Auch im Motorsport wird der Dieselmotor mit Direkteinspritzung schon seit Anfang der 2000er Jahre mit großen Erfolgen eingesetzt. Dank der fortwährenden Entwicklung des Selbstzünders haben diese Auto Motoren in Bezug auf Motorleistung und Leistungsentfaltung keine gravierenden Nachteile und haben sich zu einer ernstzunehmenden Konkurrenz zum Ottomotor entwickelt.

Vorteile vom Dieselmotor

Der Dieselmotor ist wesentlich effizienter als ein Ottomotor. Dank der höheren Verdichtung verfügt ein Dieselmotor über eine sehr effektive Energiewandlung und zeichnet sich in erster Linie im Teillastbereich durch einen geringen Dieselkraftstoff-Verbrauch aus. was sich auch in den günstigeren Benzinpreisen äußert. Der eingesetzte Dieselkraftstoff ist einfacher herzustellen als herkömmliches Benzin und ist aufgrund des deutlich höheren Flammpunktes weniger gefährlich und einfacher zu transportieren. Allerdings ist der Dieselmotor ein europäisches Phänomen, sodass fraglich ist, wie das regionale Erfolgsmodell sich auf dem Weltmarkt in Zukunft durchsetzen wird. In den USA und China beispielsweise erscheint der Dieselmotor derzeit noch als Randmodell.

Nachteile vom Dieselmotor

Obwohl mehrere Vorteile für den Einsatz von Dieselmotoren und Dieselkraftstoff sprechen, gibt es auch einige Nachteile. Bei einem Dieselmotor ist die Emission von Stickstoffoxiden höher als bei einem Ottomotor mit Katalysator. Dieses Problem kann jedoch teils mit einem Partikelfilter behoben werden. Der eingesetzte Partikelfilter ist jedoch nicht die ideale Lösung. Durch die Regenerationsprozesse, die sich im Partikelfilter abspielen, entsteht hoch giftiger Feinstaub. Entsprechende Feinstaubplaketten sorgen für eine korrekte Nutzung in Umweltzonen. Zudem kommt noch, dass die Herstellungskosten um einiges höher liegen als bei einem Ottomotor und die Geräuschemissionen eines Dieselmotors wir auch oft bemängelt. Durch die erhöhten Kosten lässt sich auch nachvollziehen, warum die Kraftfahrzeugsteuer bei einem Dieselmotor höher ist.

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