Der Dieselmotor:
Der Erfinder:
Der Erfinder Rudolf Diesel, der am 18.März 1858 in Paris geboren wurde, studierte Maschinenbau an der Technischen Hochschule München und erhielt dort die Idee zur Konstruktion einer Wärmekraftmaschine mit möglichst hohem Wirkungsgrad. So entwickelte er in den Jahren 1893 bis 1897 mit der Maschinenfabrik Augsburg und der Firma F. Krupp den heutigen Dieselmotor.
Er baute den ersten Kleindieselmotor, sowie Dieselmotoren für Lastwagen und Lokomotiven. 1907 gründete R. Diesel eine Gesellschaft für Thermo-Lokomotiven. 1913 unternahm er eine Probefahrt mit der ersten 1000 PS Großdiesellok für die Preußischen Staatseisenbahnen.
Dieselverbrennung:
Die Auslösung des Arbeitstaktes erfolgt beim Dieselmotor auf eine verblüffend einfache Weise. Im ersten Ansaugtakt wird zunächst reine Luft angesaugt. Im zweiten Takt wird diese Luft auf etwa 30 bis 55 bar verdichtet. Dabei erhitzt sich die angesaugte Luft auf 700 bis 900 °C. Nun wird Dieselkraftstoff in die Brennkammer eingespritzt . Durch die hohe Temperatur der komprimierten Luft erfolgt die Verbrennung des Dieselkraftstoffes (Selbstzündung). Dadurch steigt der Innendruck gewaltig an, und der Motor leistet seine Arbeit. Im vierten Takt wird dann, wie beim Ottomotor, das verbrannte Gemisch ausgestoßen.
Bauformen des Dieselmotors:
Die größten Nachteile des Dieselmotors ist die aufwendigen Einspritzsysteme und die daraus resultierenden aufwendigen Motorbauformen sowie die höheren Produktionskosten. Die unterschiedlichen Einspritztechniken und Bauformen resultieren aus der Tatsache, dass die ersten, sehr einfachen Dieselmotoren nicht besonders komfortable und drehfreudige Antriebsaggregate waren. Im kalten Zustand ist der Diesel durch seinen harten Verbrennungsablauf sehr laut, so dass sein Nageln unüberhörbar ist. Jahrelang verfügte er wegen seiner robusten Bauform über ein höheres Leistungsgewicht, eine geringe Literleistung sowie ein schlechtes Beschleunigungsverhalten.
Alle diese Nachteile wurden bis heute mit unterschiedlichem Aufwand beseitigt, so dass man den Dieselmotor als gleichwertige, manchmal sogar höherwertige Antriebsquelle zum Ottomotor einstufen kann.
Die Einspritzsysteme:
Je nach Bauart und Anordnung des Brennraumes unterscheidet man bei Dieselmotoren die verschiedenen Einspritzsysteme.
Direkteinspritzverfahren ( M-Verfahren )
Vorkammerverfahren
Wirbelkammerverfahren
Die Einspritztechnik des Dieselmotors:
Der Siegeszug des Dieselmotors, besonders bei Nutzfahrzeugen, wäre ohne die Entwicklung einer hochwertigen Einspritztechnik undenkbar gewesen. Diese Entwicklung beeinflusste die Firma Robert Bosch so stark, dass sie bis heute Lieferant für viele Dieseleinspritzsysteme ist. Es gibt die Reiheneinspritzpumpen, die vorwiegend bei Nutzfahrzeugen eingesetzt werden. Bei den mittleren und kleinen PKWs hat sich hingegen die Verteilereinspritzpumpe durchgesetzt.
Die Reiheneinspritzpumpe:
Die Reiheneinspritzpumpe ist seitlich am Motorblock angebracht. Aus ihr führen die zahlreichen Einspritzleitungen oben zu den Einspritzdüsen. Ein wesentliches Bauteil der Reiheneinspritzpumpe ist die Nockenwelle, die über Kolbenelemente für die Druckerzeugung verantwortlich ist. Reiheneinspritzpumpen können beachtliche Drücke erzeugen. Die Kolbenförderpumpe entnimmt den Kraftstoff aus dem Tank und erzeugt einen Überdruck von 1 bis 1,5 bar. Die eigentliche, zur Einspritzung notwendige, Druckerhöhung erfolgt erst im Pumpenkolbenelement der Reiheneinspritzpumpe, wobei die mittleren Druckwerte bei maximal 1000 bar liegen. Außerdem ist zu erwähnen, dass die Reiheneinspritzpumpe an den Schmierkreislauf des Motors angeschlossen ist.
Die Verteilereinspritzpumpe:
Da die Reiheneinspritzpumpe sehr teuer ist, suchten Fahrzeughersteller nach einer billigeren Lösung und entwickelten so die Verteilereinspritzpumpe. Diese befindet sich im Motorraum seitlich, im Bereich des Zahnriemens. Angetrieben wird die Verteilerpumpe häufig mit dem gleichen Zahnriemen, der auch die Nockenwelle antreibt. Die Verteilereinspritzpumpe enthält sowohl die eigentliche Kraftstoffförderpumpe als auch die Verteil- und die Regeleinrichtung. Wesentliches Bauteil ist neben den Flügelzellen die Kraftstoffförderpumpe mit einer Hubscheibe, die für die Druckerzeugung verantwortlich ist. Daneben erkennt man den Spritzversteller mit Regelschieber, außerdem die Fliehgewichteinrichtung und auch den Anlenkhebel für das Gasseil und die elektromagnetische Abstellvorrichtung.
Die Einspritzdrüse:
Die Einspritzdüse besteht im Wesentlichen aus einem Düsenkörper und einer Düsennadel. Die Düsennadel hebt von ihrem Sitz ab, wenn der Kraftstoffdruck die Federvorspannung der Düsennadel übersteigt. Man spricht dann vom Öffnungsdruck. Nun strömt der Kraftstoff zu den eigentlichen Spritzöffnungen. Der hohe Einspritzdruck setzt sich in Geschwindigkeit um, wobei der Kraftstoff fein zerstäubt wird. Wenn der Druck im System sinkt, weil die Förderung beendet ist, übersteigt die Federkraft den Druck der Düse, die sich daraufhin sofort wieder schließt. Die Düsen werden jeweils auf das spezielle Brennverfahren abgestimmt. So kommt es, dass es je nach Bauform verschiedene Düsenformen gibt.
Glühkerzen für den Dieselmotor:
Stand der Technik sind heute Glühkerzenstifte, welche wie eine Zündkerze seitlich am Zylinderblock sitzen und in die Vor- oder Wirbelkammer hineinragen. Glühstiftkerzen bestehen im Wesentlichen aus einem korrosionsfesten Glühmedium mit eingebetteter Heizwendel und temperaturabhängiger Regelwendel. Durch die Einführung von Schnellsystemen konnten die Vorglüh- und Startzeiten verkürzt werden. Zum Teil werden Glühkerzen heute so gesteuert, dass sie während eines Kaltstarts noch einige Sekunden nachglühen, um das lästige Kaltnageln, aber auch die Rauchbildung zu vermeiden.
http://www.hk-auto.de/dbvergl.html
http://www.idn.uni-bremen.de/cvpmm/content/wkm/show.php?modul=13&file=4&right=motor_diesel_r_applet.html
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