Dieselmotor

Marcel Cromjak Kfz U4 Lernfeld 4

Aufgabe

Der Dieselmotor soll die in einem sehr zündwilligen Kraftstoff enthaltene chemische Energie mit möglichst hohem Wirkungsgrad und geringem Schadstoffausstoß in mechanische Energie umwandeln.

Seine Vorteile sind: - günstigere Kraftstoffverbrauch, - hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen, - gegenüber dem Benzinmotor immer noch etwas größere Lebensdauer, besonders bei häufigem Kurzstreckenverkehr.

Eö 0 - 25° v. OT Es 30 - 70° n. UT Aö 50 - 40° v. UT As 5 - 30° n. OT

Funktion

Veranschaulichung der Funktion eines Dieselmotors

	1. Zylinder		2. Kurbelgehäuse
	3. Kurbelwelle		4.Pleuelstange
	5. Kolben		6. Ansaugkanal
	7. Auspuffkanal		8. Zündkerze
	9. Einspritzdüse		10. Überströmschlitz
	11. Einlassventil		12. Auslassventil

Reine Luft wird angesaugt. Ohne Aufladung ist für eine sichere Verbrennung eine Mindestverdichtung von 18 : 1 (ca. 30 bar) erforderlich. Der Kraftstoff wird in die hocherhitzte Luft bei Nebenbrennraum-Verfahren mit ca. 130 bar und bei Direkteinspritzung mit wesentlich höherem Druck eingespritzt. Ohne elektrische Zündanlage erfolgt die Verbrennung sofort (Selbstzündung). Der Druck wird durch mechanische Hochdruckpumpen erzeugt und gelangt über Düsen oder bei Common Rail und Pumpedüse über Injektoren direkt in den Brennraum. Luft ist im Gegensatz zum Benzinmotor auch ohne Aufladung bei allen Betriebsbereichen genug vorhanden. Deshalb und wegen der hohen Verbrennungstemperaturen entstehen schädliche Stickoxide (NOx). Die kürzere Zeit der Gemischbildung und der ca. 13% höhere C-Gehalt des Dieselkraftstoffes gegenüber Benzin erhöht auch den Ausstoß von Ruß (Partikel). Der mittlere Arbeitsdruck (Mittelwert über alle 4 Takte) kann bei modernen Dieselmotoren wegen der höheren Verdichtung und des höheren Verbrennungsenddrucks 10 bar deutlich überschreiten. Da der Dieselmotor höher verdichtet, gibt er im Arbeitstakt auch mehr Raum für die Abgase frei. Deshalb sind die Abgastemperaturen beim Dieselmotor mit 500°C - 600°C geringer als beim Benzinmotor. Im kalten Zustand tritt beim Dieselmotor Zündverzug auf, die Zeitspanne zwischen Einspritzung und Verbrennung des Kraftstoffes (von normalerweise 1 ms)wird also größer. Der Kraftstoff verbrennt am Ende dieser Zeitspanne schlagartig. Dies führt auch bei modernen Motoren zu deutlich höherer Geräuschentwicklung. Deshalb glühen alle modernen Glüheinrichtungen nach. Die beiden Bilder oben zeigen typische Details moderner Dieselmotoren. Der Kolben stammt aus einem aufgeladenen Lkw-Dieselmotor. Zu erkennen ist dies an der vorderen unteren Aussparung für die Ölspritzdüsen. Das zweite Bild oben zeigt den Zylinderkopf eines Dreizylinder-Pkw-Dieselmotors. Die Besonderheit ist, dass er zwei obenliegende Nockenwellen mit vier Ventilen und einen zentral angeordneten Common Rail-Injektor hat.

Neuste Entwicklung

Der Dieselmotor im Pkw hat in der letzten Zeit mindestens drei Entwicklungssprünge gemacht: 1. Direkteinspritzung 2. Common Rail oder Pumpedüse 3. Verstellbare Turbolader

Er hat mit der Abgas-Diskussion um den Partikelfilter und die Stickoxide allerdings noch eine Hürde vor sich.

Wichtig

Der Dieselmotor braucht zumindest eine Regelung der Leerlauf- und besonders der Enddrehzahl, da er im Gegensatz zum Benzinmotor auch bei Höchstdrehzahl noch mit mind. 40% Luftüberschuss arbeitet. Sowohl kleinste Pkw-Dieselmotoren als auch große Schiffsdiesel können einen thermischen Wirkungsgrad von 45% erreichen.

Fragen

1. Wie lauten die Takte eines Otto-Viertakt-Motors

2. Was sind die einzelteile eines Viertakters

3. Was für ein Vorteil hat das hohe Verdichten eines Dieselmotors beim Verdichtungstakt Antworten: Dieselmotor