Dieselmotor

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Dieselmotor

Stichpunkte

Allgemein
	Bild nicht gefunden Einzylinder Schiffsdiesel Ein Dieselmotor ist eine WÃ¤rmekraftmaschine
	die nach dem Dieselverfahren arbeitet und Ã¼blicherweise als Hubkolbenmotor (Verbrennungsmotor) gebaut wird
	Der Dieselmotor wurde von Rudolf Diesel erfunden und bei der Firma MAN in Augsburg entwickelt
	Der erste Dieselmotor lief dort am 10
	August 1893 aus eigener Kraft
	Zur Erinnerung an diesen Tag ist der 10
	"Verbergen") 1 Technologie 1.1 Prinzip 1.2 AusfÃ¼hrungen 1.3 Einspritzverfahren 1.4 ZÃ¼ndhilfen 2 Vor- und Nachteile 3 Abgase und Umwelt 3.1 DieselruÃŸ 3.2 Gesetzgebung 4 Geschichte 5 Besonderheiten 5.1 Drehmomentverlauf und Leistungsabgabe 5.2 Drosselklappen 5.3 ZÃ¼ndstrategien 5.4 Thermodynamik 5.5 MotorrÃ¤der 5.6 Flugzeuge 6 Weblinks [Bearbeiten]
	August der International Biodiesel Day. Inhaltsverzeichnis showTocToggle("Anzeigen"
Technologie
	[Bearbeiten]
Prinzip
	Beim Diesel-Verbrennungsverfahren wird im Gegensatz zum Ottomotor kein brennbares Luft-Kraftstoff-Gemisch angesaugt
	Dieselmotoren arbeiten im Gegensatz zu Ottomotoren mit einem starken LuftÃ¼berschuss
	Die Temperatur der verdichteten Luft (bis 25:1) im Zylinder ist so hoch (700...900 Â°C)
	dass der eingespritzte Kraftstoff sich selbst entzÃ¼ndet
	der eingespritzte Kraftstoff entzÃ¼ndet sich. Innere Gemischbildung: Kraftstoff und Luft werden erst im Brennraum gemischt. QualitÃ¤tsregelung: Die Leistung wird Ã¼ber die Menge des eingespritzten Kraftstoffs geregelt. [Bearbeiten]
	Kennzeichen des Dieselprozesses: SelbstzÃ¼ndung: Die Luft heizt sich stark auf
AusfÃ¼hrungen
	Dieselmotoren kÃ¶nnen prinzipiell als Zweitaktmotor oder als Viertaktmotor gebaut werden
	Baumaschinen und kleineren Generatoren liegt
	Dieseltriebwagen
	dessen Hauptanwendung im Antreiben von Diesellokomotiven
	Zweitakt-Dieselmotoren werden meist als GroÃŸmotoren in Schiffen verwendet. (siehe auch: Schiffsdieselmotor) HÃ¤ufiger ist jedoch der Viertakt-Dieselmotor
	Kraftfahrzeugen
	Siehe auch: Vielstoffmotor [Bearbeiten]
Einspritzverfahren
	z
	Es gibt verschiedene Einspritzverfahren
	BV
	Direkteinspritzung
	orkammereinspritzung
	hierbei gibt es verschiedene Technologien zum Aufbau der EinspritzdrÃ¼cke zB
	Wirbelkammereinspritzung
	. bei Motoren mit Direkteinspritzung durch Common-Rail-Einspritzung und Pumpe-DÃ¼se-EinspritzsystemenS
	iehe auch Einspritzpumpe. [Bearbeiten]
ZÃ¼ndhilfen
	dennoch finden eine Reihe von ZÃ¼ndhilfen im Dieselmotorenbau Anwendung: Ãœblich ist die GlÃ¼hkerze fÃ¼r den Start des Motors
	die bei Kammermotoren unverzichtbar ist und auch noch bei Direkteinspritzern eingesetzt wird. Vorkammermotoren von Mercedes besaÃŸen einen Kugelstift
	insbesondere unter winterlichen Bedingungen oder bei defekten GlÃ¼hkerzen
	wie das MAN FM-Verfahren setzen auf eine ZÃ¼ndkerze als ZÃ¼ndhilfsmittel [Bearbeiten]
	gibt es auch chemische ZÃ¼ndbeschleuniger aus Kohlenwasserstoffen mit besonders niedriger SelbstzÃ¼ndungstemperatur (beispielsweise als 'Startpilot' bekannt) Bestimmte Verfahren
	der sich im Betrieb aufheizte und bei warmem Motor die ZÃ¼ndung beschleunigte GlÃ¼hkopfmotoren (beispielsweise von Lanz) haben eine Wand im Brennraum
	die im Betrieb besonders heiÃŸ wird und die ZÃ¼ndung beschleunigt FÃ¼r den Notstart
	Eine ZÃ¼ndkerze wird vom Prinzip her nicht benÃ¶tigt
Vor- und Nachteile
	Vorteile des Dieselmotors gegenÃ¼ber dem Ã¤hnlich gebauten Ottomotor sind: Ein gÃ¼nstigerer Wirkungsgrad
	und der daraus resultierende geringere spezifische Kraftstoffverbrauch geringerer AusstoÃŸ von Kohlendioxid und Kohlenmonoxid einfacher herzustellende
	hÃ¶here ZuverlÃ¤ssigkeit. lange Lebensdauer. Die wirtschaftlichen Vorteile eines Dieselfahrzeuges hÃ¤ngen teilweise auch von den steuerlichen Randbedingungen ab
	ungefÃ¤hrlichere Kraftstoffe und die VielstofffÃ¤higkeit die in der Praxis oft beobachtete
	vor allem im Teillastbereich
	In zahlreichen Staaten ist durch Art der Besteuerung der Dieselkraftstoff gÃ¼nstiger als Ottokraftstoff
	so dass sich die meist hÃ¶heren Anschaffungskosten Ã¼ber die Laufzeit amortisieren
	Zu den Nachteilen zÃ¤hlen hÃ¶herer AusstoÃŸ von Stickoxiden das unbehandelte Abgas enthÃ¤lt immer den so genannten DieselruÃŸ das grÃ¶ÃŸere Gewicht
	wenn man den Dieselmotor mit Ottomotoren gleicher Leistung vergleicht und die begrenzte HÃ¶chstdrehzahl. [Bearbeiten]
Abgase und Umwelt
	[Bearbeiten]
DieselruÃŸ
	Bei der Verbrennung von Dieselkraftstoff entsteht immer der so genannte DieselruÃŸ
	der manchmal zu Feinstaub verharmlost wird
	Besonders hoch ist der DieselruÃŸanteil bei Vollastbetrieb und Verbrennungsluftmangel
	Nur reiner RuÃŸ wÃ¤re unbedenklich
	allerdings haften am DieselruÃŸ weitere VerbrennungsrÃ¼ckstÃ¤nde an
	Die Entstehung des DieselruÃŸ ist im eigenstÃ¤ndigen Artikel zum DieselruÃŸ nÃ¤her erlÃ¤utert
	Bei modernen Konstruktionen werden die RuÃŸpartikel durch einen RuÃŸfilter aufgefangen und bei FiltersÃ¤ttigung verbrannt
	Das Filter wird somit regeneriert. [Bearbeiten]
Gesetzgebung
	war der PSA-Konzern
	Der erste Hersteller von Kraftfahrzeugen
	der einen Partikelfilter serienmÃ¤ÃŸig einbaute
	wodurch diese seit dem Jahr 2000 bzw
	2002 die ab 1
	Januar 2005 gÃ¼ltige Abgasnorm EU 4 bereits erfÃ¼llen
	Erst 2003 begannen langsam auch die anderen Hersteller zu reagieren
	Momentan bieten einige deutsche Hersteller in verschiedenen Fahrzeugen Partikelfilter meist als SonderzubehÃ¶r gegen Aufpreis an
	dass sie nur durch den Einsatz eines Partikelfilters zu erfÃ¼llen sind. In Ã–sterreich soll die Normverbrauchsabgabe (NOVA) ab 2005 um 300 â‚¬ beim Kauf eines Neuwagens (PKW) mit Partikelfilter reduziert werden
	Erste VorschlÃ¤ge des Umweltbundesamtes fÃ¼r den Partikelgrenzwert der Euro-5-Norm sind so niedrig
	andererseits soll die NOVA bei Neufahrzeugen ohne Filter um 150 â‚¬ erhÃ¶ht werden. [Bearbeiten]
Geschichte
	Der Dieselmotor wurde 1892 von Rudolf Diesel erfunden. WÃ¤hrend der Entwicklung wurden die verschiedensten Kraftstoffe im Versuch erprobt
	Diesel strebte von Anbeginn die direkte Einspritzung in den Brennraum an
	scheiterte jedoch an den mangelhaften Pumpen und an der fehlenden PrÃ¤zision der Einspritzventile
	die es erlaubte
	Deswegen wurde der Umweg Ã¼ber eine Einspritzung des Kraftstoffes mit Luft gewÃ¤hlt
	den flÃ¼ssigen Kraftstoff genau genug zu dosieren und im Brennraum zu verteilen
	Der aus heute ErdÃ¶l hergestellte Dieselkraftstoff wurde (in Deutschland und einigen anderen LÃ¤ndern) nach dem Erfinder des Motors benannt
	Die meisten heutigen Dieselmotoren kÃ¶nnen auch mit einem PflanzenÃ¶l (PÃ¶l) betrieben werden
	erster LKW mit Dieselmotor 1936 - Erster PKW mit Dieselmotor (Mercedes-Benz 260 D) 1976 - bringt VW den ersten Golf mit Dieselmotor heraus 2004 - In Westeuropa steigt der Anteil neuzugelassener PKWs mit Dieselmotor auf ueber 50% [Bearbeiten]
	insbesondere in der Kraftstoffversorgung
	notwendig. Im Februar 1897 fÃ¼hrte die Entwicklung Diesels zu einem Motor mit guten Laufeigenschaften. 1908 - Prosper L'Orange entwickelt eine prÃ¤zise arbeitende Einspritzpumpe sowie das Vorkammerprinzip. 1919 meldet Prosper L'Orange seine Erfindung zum Patent an: Ein trichterfÃ¶rmiger Einsatz in der Vorkammer 1923 - Erster Traktor mit Vorkammer-Dieselmotor
	jedoch sind dazu meistens Umbauten
Besonderheiten
	[Bearbeiten]
Drehmomentverlauf und Leistungsabgabe
	Dieselmotoren besitzen eine technisch bedingte Drehzahlgrenze von etwa 5.000 Umdrehungen je Minute (min-1)
	den so genannten ZÃ¼ndverzug
	der bei etwa 1 ms (Millisekunde) liegt
	Dies ist durch den ZÃ¼ndverlauf des Kraftstoffs gegeben
	die enorme AnsprÃ¼che an die GleitflÃ¤chen
	sind so hoch drehende Motoren als so genannte Kurzhuber ausgefÃ¼hrt
	dem SchmierÃ¶l und der wegen der beschleunigten Massen hochgeanspruchten Verbindungselemente (Kolbenbolzen)
	Bei Ottomotoren existiert dieses Hemmnis nicht
	aktuelle Formel-1-Motoren drehen bis zu 19.000 mal in einer Minute. Wegen der damit verbundenen Kolbengeschwindigkeit
	Aus der Gleichung Leistung = Drehmoment Ã— Drehzahl lÃ¤sst sich jedoch ableiten
	dass ein Diesel bei 4.000 min-1 doppelt so viel Drehmoment liefern muss wie ein Otto-Motor mit gleicher Leistung bei 8.000 min-1
	das der Diesel ein recht hohes VerdichtungsverhÃ¤ltnis benÃ¶tigt
	damit die komprimierte Luft im 2
	Weiterhin steht bei gleichem Hubraum und 4.000 min-1 nur halb soviel Luftmasse pro Zeiteinheit zur VerfÃ¼gung wie bei 8.000 min-1. Hinzu kommt
	Takt genÃ¼gend verdichtet und damit erhitzt wird
	Das ist notwendig
	damit sich der eingespritzte Dieselkraftstoff auch tatsÃ¤chlich selbst entzÃ¼ndet
	und so sind sie bei dieser Art des Vergleiches schwerer und drehmomentstÃ¤rker als die Ottomotoren
	Daher sind Dieselmotoren als so genannte Langhuber ausgefÃ¼hrt
	was der Drehmomentabgabe zu Gute kommt. Damit benÃ¶tigen Diesel fÃ¼r vergleichbare Leistungen mehr Hubraum oder eine Motoraufladung
	Kommt eine Motoraufladung zum Einsatz
	liegt das Drehmomentmaximum in der Regel bei sehr geringen Drehzahlen; zum Teil bereits bei 1.600 min-1
	Bei einer Maximaldrehzahl von etwa 4.000 min-1 liegen somit sehr gÃ¼nstige ElastizitÃ¤tswerte vor
	beschleunigt er sehr gut
	Obwohl der aufgeladene Diesel aufgrund seiner Drehzahlgrenze mit dem nachgeschalteten Getriebe lÃ¤nger untersetzt wird
	Bereits im Leerlauf kann der Dieselmotor groÃŸe Drehmomente zur VerfÃ¼gung stellen (typisch 50 % vom Maximalwert)
	ein Indiz ist ein breiter Bereich mit konstantem Drehmoment
	wenn man den Verlauf des Drehmoments Ã¼ber die Drehzahl in einem Diagramm aufzeichnet
	In einigen StraÃŸenfahrzeugen wird die Drehmomentkurve durch die Steuerelektronik begrenzt
	Gelegentlich wird zu dieser MaÃŸnahme gegriffen
	um den Antriebsstrang vor Ãœberlastung zu schÃ¼tzen. [Bearbeiten]
Drosselklappen
	Vom Prinzip des Dieselverfahrens sind Drosselklappen nicht erforderlich und thermodynamisch nicht sinnvoll
	so z
	Allerdings gibt es in der Geschichte Beispiele fÃ¼r Dieselmotoren mit Drosselklappen
	B. der 260D von Mercedes-Benz
	Mit diesem Modell wurde 1936 das erste Pkw-Diesel Fahrzeug vorgestellt
	weil die frÃ¼her verwendete Bauart der Bosch-Einspritzpumpe indirekt durch den Unterdruck im Ansaugtrakt gesteuert wurde
	Noch in den 1970er Jahren baute Mercedes in seine Diesel Drosselklappen ein
	Inzwischen wird in vielen modernen 4-Ventil-Pkw-Dieselmotoren wieder eine Drosselklappe verwendet
	Dabei wird die Drosselklappen zum Verschliessen von einem der zwei AnsaugkanÃ¤le pro Zylinder verwendet
	um die StrÃ¶mung im Zylinder zu beeinflussen
	um die Luftverwirbelung im Zylinder zu erhÃ¶hen und damit die Gemischbildung zu verbessern
	Genau genommen handelt es sich hier um eine so genannte Einlasskanalabschaltung
	die bei kleinen Drehzahlen und Lasten aktiviert wird
	um den Motor mit ausreichend Frischluft zu versorgen. [Bearbeiten]
	Bei hohen Lasten/Drehzahlen wird der Kanal dann wieder geÃ¶ffnet
ZÃ¼ndstrategien
	Die von Ottomotoren bekannte VorzÃ¼ndung findet sich in abgewandelter Form auch in der Motorsteuerung von Dieselmotoren wieder
	Bei mechanisch geregelten Pumpen gibt es dazu zwei Mechanismen: Der Spritzversteller sorgt abhÃ¤ngig von der Motordrehzahl fÃ¼r eine frÃ¼hzeitige Einspritzung vor dem oberen Totpunkt und der Kaltstartbeschleuniger verlegt den Einspritzbeginn bei tiefen Temperaturen in der Kaltlaufphase in Richtung 'frÃ¼h'
	Bei elektronisch geregelten Pumpen werden diese Aufgaben vom SteuergerÃ¤t Ã¼bernommen. [Bearbeiten]
Thermodynamik
	beim Diesel ist es der Gleichdruckprozess (Diesel-Prozess und der Seiliger-Prozess)
	dass mit hÃ¶herer Verdichtung der Wirkungsgrad immer besser wird
	Wenn man den thermodynamischen Modellprozess betrachtet
	stellt man fest
	Bei Dieselmotoren spiegelt sich das im geometrischen VerdichtungsverhÃ¤ltnis wieder
	welches bei etwa 1:17 bis 1:23 liegt
	Allerdings bedeutet eine hÃ¶here Verdichtungen ein Ansteigen der Maximaltemperatur im Prozess
	dass der in der Luft enthaltene Stickstoff Ã¼berproportional mit dem Luftsauerstoff oxidiert und zu einer wiederum Ã¼berproportional hohen Stickoxid-Konzentration (NOX) im Abgas fÃ¼hrt
	Das hat zur Folge
	Aus UmweltschutzgrÃ¼nden wird darum auf eine hÃ¶here Verdichtung und somit auch auf einen hÃ¶heren Wirkungsgrad verzichtet
	wie der Diesel. [Bearbeiten]
	dann hÃ¤tte der Ottomotor den besseren Wirkungsgrad - wenn er nur so hoch verdichten kÃ¶nnte
	Wenn man nun den Ottomotor und seinen thermodynamischen Vergleichsprozess (den Gleichraumprozess oder Otto-Prozess) nimmt
MotorrÃ¤der
	[Bearbeiten]
Flugzeuge
	9l Vierzylinder TDI-Motors oder des 1
	die Vorteile des Dieselmotors auch in der Luftfahrt nutzbar zu machen
	z.B. durch Derivate auf Basis des Volkswagen 1
	7-l Motors aus der Mercedes A-Klasse
	wenig erfolgreichen Experimenten von Jumo (siehe Gegenkolbenmotor) und Rolls-Royce wieder ernsthafte Versuche unternommen
	Seit ein paar Jahren werden erstmalig seit den vor etlichen Jahrzehnten aufgegebenen
	den in der Luftfahrt hÃ¶chst komplizierten Zulassungsverfahren sowie der Marktbeherrschenden Position des Otto-Motors erschweren die EinfÃ¼hrung jedoch stark und machen den Flug-Dieselmotor fÃ¼r die groÃŸen Automobilmotor-Produzenten wenig attraktiv
	Probleme mit dem Leistungsgewicht
	Kleinere Firmen wie z.B der deutsche Hersteller Thielert sind jedoch auf dem Gebiet aktiv. [Bearbeiten]
Weblinks
	Chronik (http://www.deutz.de/info/chronik/chronik.html) da:Dieselmotor en:Diesel engine es:Motor diÃ©sel fr:Moteur Ã explosion ja:ãƒ‡ã‚£ãƒ¼ã‚¼ãƒ«ã‚¨ãƒ³ã‚¸ãƒ³ nl:Dieselmotor pl:Silnik wysokoprÄ™Å¼ny sv:Dieselmotor
	http://www.physik.uni-muenchen.de/leifiphysik/web_ph09/umwelt_technik/08diesel/diesel.htm http://michael.abendschoen.bei.t-online.de/hauptmenue.swf DEUTZ AG (Wiege des Motorenbaus): www.deutz.de

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Technologie

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AusfÃ¼hrungen

Einspritzverfahren

ZÃ¼ndhilfen

Vor- und Nachteile

Abgase und Umwelt

DieselruÃŸ

Gesetzgebung

Geschichte

Besonderheiten

Drehmomentverlauf und Leistungsabgabe

Drosselklappen

ZÃ¼ndstrategien

Thermodynamik

MotorrÃ¤der

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