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  Dieselmotor 1



kfz-tech.de/PDM7

Was ist eigentlich ein Dieselmotor? Das ist auf den ersten Blick ein ganz normaler Verbrennungsmotor, in Landfahrzeugen als Kolbenmotor ausgelegt. Dabei ist auch ein Kreiskolben möglich, Versuche dazu hat es z.B. bei Rolls-Royce gegeben. Wie beschäftigen uns hier aber nur mit Hubkolbenmotoren als Dieselmotoren. Damit rückt der Dieselmotor sehr in die Nähe des Benzinmotors.

Es hat in der Tat schon Entwicklungen eines Dieselmotors aus einem Benziner gegeben. Lange Zeit aber waren typische Diesel stärker als Langhuber ausgelegt. Die Umwandlung eines Kurzhubers in einen Langhuber ist wesentlich aufwendiger als die sonst nur nötige Änderung des Verdichtungsverhältnisses.


Auch heute noch sind viele Dieselmotoren leicht langhubig ausgelegt. Es ist hier auch eine deutliche Überschreitung gewisser Hubraumgrenzen möglich. Beim Vierzylinder-Benzinmotor bilden zwei Liter so etwas wie eine natürliche Grenze. Hubräume darüber hinaus bis sogar zu drei Litern hat es zwar gegeben, aber sehr viele Hersteller halten sich daran, vielleicht auch, weil es inzwischen längst die Möglichkeit zu fünf Zylindern gibt.

Der Dieselmotoren geht locker über die zwei Liter hinaus. Das kann er von der zulässigen Kolbengeschwindigkeit her, weil er zwar den größeren Hub, aber gleichzeitig auch ein wesentlich geringeres Drehzahlniveau hat. Seine Drehzahlgrenze liegt vielleicht irgendwo bei 5000/min, aber die allermeisten Dieselmotoren, heute nur noch als Direkteinspritzer, begnügen sich mit einer Nenndrehzahl von 4000/min, nicht wenige sogar nur mit 3600/min.


Diesel als großer Schiffsmotor

kfz-tech.de/PDM8

Vermutlich ist nicht nur die schwerere Bauart der Grund, sondern eher noch die knappe zeitliche Abfolge zwischen Einspritzung, Verbrennung und Druckanstieg. Allerdings ist an dem Argument 'Bauart' auch etwas dran, sonst würden nicht schwere Schiffsdiesel nur etwa 150/min und die Motoren schwerer Lkw die 2500/min als eine Art Grenze akzeptieren, übrigens eine Drehzahl, die im normalen Fahrbetrieb nie erreicht wird. Die liegt über sehr weite Strecken eher bei der Hälfte oder sogar noch weniger.

Es hat also auch etwas mit der Auslegung zu tun. Ein Fahrzeug mit Dieselmotor wurde und wird zum großen Teil auch heute noch aus wirtschaftlichen Erwägungen gekauft. Während man sich beim Benzinmotor, besonders wenn es noch ein Saugmotor ist, am Hochdrehen oft gepaart mit entsprechender Leistungsentwicklung und Sound erfreuen will, sucht man beim Dieselmotor das Drehmoment in relativ tiefen Drehzahlregionen.

Übrigens, schaltfaul kann auch hier nicht gefahren werden, weil ja zur spritsparenden Fahrweise die Vermeidung hoher Drehzahlen gehört. Genau umgekehrt wie beim sportlichen Fahren eines Benziners. Hier darf die Drehzahl nicht zu sehr abfallen, besonders bei Motoren, bei denen die letzten Pferdestärken herausgekitzelt wurden. Allerdings wird hier oft der Fehler gemacht, sich zu sehr im Bereich über der Nenndrehzahl zu bewegen, was wiederum zwar mehr Sound, aber etwas weniger Leistung produziert.


Links der Benziner, rechts der Diesel

Das alles ist des Dieselmotors Sache nicht. Er zieht fröhlich von unten. Allerdings muss man bei ihm den früheren Saugmotor vom heutigen aufgeladenen Motor, übrigens beim Diesel immer mit Turbolader, unterscheiden. Der Saugmotor war eher phlegmatisch. Von wegen hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl. Das galt nur für die Verteilung des Drehmoments, das insgesamt nicht größer als beim Benziner gleichen Hubraums war. Also war diese Form des Dieselmotors von Sportlichkeit weit entfernt.

Das änderte sich ziemlich rasch mit der Aufladung. Diese begünstigt weniger das Hochdrehverhalten als vielmehr die Zugkraft untenrum. Allerdings mit einer Einschränkung, die im Diagramm leider nicht sichtbar wird, die zeitliche Verzögerung, auch Turboloch genannt. Am Prüfstand fährt man alle die Betriebszustände durch und notiert z.B. jeweils das erreichte Drehmoment. Wann das durch gezieltes Gas geben erreicht wurde, wird mit dem Datenblatt nicht deutlich.


Dieselmotor mit Turbo-Aufladung

Den/die Fahrer/in interessiert das sehr wohl. Die wären vielleicht sogar an etwas weniger Drehmoment interessiert, wenn es nur spontaner käme. Denn kommt es dann mit der oft noch üblichen Verzögerung, ist es je nach Stärke fast unangenehm. Der Mensch kann rasche Bewegungsunterschiede viel besser ab, wenn sie auf den Punkt kommen, wo er sie provoziert hat. Deshalb ist Unverträglichkeit für Autofahren häufiger bei Beifahrern/innen anzutreffen.

Die Einführung der Aufladung hat das Pendel der Beliebtheit deutlich in Richtung Dieselmotor ausschlagen lassen. Wegen eines relativ hohen Verbrauchs wurde jetzt auch der Benziner aufgeladen und sogar downgesized und dadurch seine einstigen Quellen der Freude verloren. Und im Verbrauch kam er dem Benziner zwar etwas näher, aber erreicht hat er ihn immer noch nicht. Heute versucht man mit mancherlei Tricks, dem Benziner die alten Tugenden trotz Aufladung wieder zu geben, scheut beim Sound sogar noch nicht einmal vor plumper elektronischer Nachbildung zurück.

Wenn also der Diesel Verbrauch und sogar Drehmoment unterherum besser konnte, war eigentlich kein Grund mehr gegeben, ihm den Zutritt zu etwas sportlicheren Fahrzeugen zu verwehren. Freilich ein Porsche-Sportwagen oder ein Ferrari sollte es nicht sein, aber so manches Coupé oder sogar Cabrio. Für letzteres musste er, auch aus gesetzlicher Sicht, an seinen Abgasen arbeiten. Denn, wie damals für den Dieselmotor üblich, bei kräftigem Beschleunigen eine Wolke dunkler Abgase zu hinterlassen, geht bei einem Cabrio wohl gar nicht.


Diesel-Partikelfilter - geschlossenes System

Es begab sich zu der Zeit, als der Dieselmotor wohl sauberer werden sollte und es tat sich eine Lösung hervor, mit deren Beschäftigung wir heute noch zu knacken haben, der Partikelfilter. Erst sogar als Missgeburt, nämlich in der offenen Version. Da muss das Abgas also nicht zwingend durch eine keramische Schicht und dabei beinahe sämtliche sichtbar schädlichen Bestandteile hinter sich lassen, sondern es wird sanft geleitet und gebeten, das doch quasi freiwillig zu tun.

Aber wie das so ist mit den Freiwilligkeiten, mal funktionieren sie und mal nicht. Das Ding erwies sich schlicht als unwirksam, erfüllte z.T. sogar den Tatbestand des Betruges, weil sein Einbau teilweise durch Steuergelder subventioniert worden war. Vielleicht schon der erste Sündenfall in den Beziehungen von Ingenieuren/innen zum Dieselmotor. Denn der kann von seinem Prinzip her nichts dafür, was man alles mit ihm angestellt hat.

Als das Übel abgestellt war und so etwa ab Euro 5 alle Dieselmotoren mit einem funktionierenden Partikelfilter ausgerüstet waren, drohte das Bild der Umweltfreundlichkeit schon fast in Richtung Diesel zu kippen, denn bei den Benzinern gab es immer mehr Direkteinspritzer, um dem Diesel im Verbrauch nachzueifern, aber mit der teilweisen Adaption des Verfahrens hatte auch er das Problem des Rußausstoßes. Es wurde nie so groß wie beim Diesel, weil der Benzin-Direkteinspritzer mehr Zeit zur Verwirbelung hat, aber ganz ohne, wie die neuste Entwicklung zeigt, kommt auch er nicht aus.


Partikelfilter

Diese Entwicklung ist für die Umwelt sicherlich sehr positiv, aber nicht für die Benutzer solcher Fahrzeuge. Da sind zunächst einmal die notorischen Kurzstreckler. Denen geht es jetzt richtig an den Kragen. Von wegen Laufzeiten beim Pkw-Partikelfilter von deutlich über Hunderttausend, bisweilen vielleicht nur ein Zehntel davon. Und wenn die Werkstatt den Service einer gezielten Regeneration nicht kennt oder nicht kennen will, kommen da ganz nette Sümmchen pro km zusammen.

Jetzt könnten Sie denken, dass dies den Benutzern/innen ganz recht geschehe, weil sie doch wissen müssten, dass Kurzstrecken für Verbrennungsmotoren Gift seien, auch z.B. im Hinblick auf Verschleiß. Gut gebrüllt Löwe, aber die wenigsten Menschen füllen mit Kurzstrecken ihre Freizeit auf. Vielmehr ist diese Art der Nutzung viel häufiger beruflich bedingt. Außerdem gibt es einen lachenden Dritten, den Elektromotor. Der kann das nämlich besser ab, so oft ein- und wieder ausgeschaltet zu werden.

Was wäre denn, wenn wir uns den Tatsachen beugen und schon jetzt elektrisch fahren würden? Womit wir beim sogenannten 'Stadtwagen' wären, einen Begriff, den man schon langsam nicht mehr hören kann. Wie bitteschön soll das gehen, vor der Stadt in einen 'Stadtflitzer' umsteigen und nach wieder zurück, mit Gepäck und allem? Und wie kommt der Stadtflitzer dorthin vor der Stadt? Ist das mein eigener oder ist der geliehen?

Ein tolles Konzept. Das jemand vielleicht in ein ÖPNV-Fahrzeug einsteigt, wenn nicht viel zu transportieren ist und damit die Parkplatzsuche entfällt, kann man ja noch verstehen, aber das eigene Auto mit einem beengteren für deutlich mehr Geld tauschen und trotzdem noch das Problem der Parkplatzsuche zu haben? Wissen Sie, was, ein Stadtauto gibt es gar nicht. Hier ist die Rede von einem klassischen Zweitwagen, wer es sich denn leisten kann.

Zurück zum Dieselmotor. Er hätte es schaffen können, auch als umweltfreundlich zu gelten, wären da nicht Marktgesetze gewesen und zu forsche Hersteller, die derentwegen schlicht die Abgasregeln mit Taschenspielertricks unterlaufen haben, wobei eben nicht nur von VW die Rede sein müsste. Denn da war noch eine letzte Lücke, die Stickoxide. Lücke ist eigentlich der falsche Ausdruck, denn auch hier gab es eigentlich von Beginn des Problems an eine Lösung.


Früher SCR-Katalysator

kfz-tech.de/PDM9

NOX kann schon lange mit einem SCR-Kat und einer Mischung aus Harnstoff und Wasser, AdBlue genannt, sehr wirksam bekämpft werden. Hat man eine solche Anlage im Abgasstrang, kann man sogar vorne ruhig etwas mehr NOX produzieren, was wegen der hohen Temperaturen wiederum gut für den Verbrauch und die CO2-Werte ist. Man weiß ja, es wird hinten wieder entfernt, wenn auch mit einem gewissen verbrauchsfördernden Effekt.

Hier ist nicht der geeignete Ort zu mutmaßen, warum auch bei diesen Systemen gepfuscht wurde, jedenfalls wurde damit der Ruf des Dieselmotors endgültig aufs Spiel gesetzt. Ob er sich vor der flächendeckenden Ankunft des Elektromotors noch einmal erholt, wir werden sehen. Ganz leicht hat dieser es nicht, auch nur annähernd die Strecken ohne Stopp und nicht nur deshalb mit enormen Durchschnitten zu erreichen. Und ob Fernlaster sich künftig mit einer unglaublichen Zahl von Batterien bzw. Wasserstofftanks sinnvoll ausrüsten lassen, bleibt ebenfalls fraglich.


Kühlung der Abgasrückführung

kfz-tech.de/PDM10







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