Der Dieselmotor

Der Dieselmotor ist ein Verbrennungsmotor, der durch die Verbrennung von Dieselkraftstoff angetrieben wird. Der nach dem Erfinder Rudolf Diesel benannte Motor, arbeitet nach dem Verfahren der Selbstzündung des eingespritzten Kraftstoffes. Die Selbstzündung des Kraftstoffes erfolgt über die Erhitzung der Luft, die durch die Verdichtung entsteht.
 

Geschichte des Motors

Der Dieselmotor wurde im Jahr 1893 von Rudolf Diesel erfunden. In diesem Jahr erhielt Diesel ein Patent zu „Arbeitsverfahren und Ausführung für Verbrennungsmaschinen“. In den kommenden Jahren wurde der Motor in Zusammenarbeit mit der späteren Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg (MAN) weiterentwickelt, sodass dieser auf der Weltausstellung in Paris vorgestellt werden konnte.

Besonderheiten Dieselmotor

  • Selbstzündung: Im Gegensatz zum Ottomotor arbeitet der Dieselmotor mit Selbstzündung.
  • Innere Gemischbildung: Kraftstoff und Luft werden erst im Brennraum zusammengebracht: Gemischbildung
  • Hohes Verdichtungsverhältnis für die Selbstzündung des Krafstoffes
  • Qualitative Gemischregulierung

 

Das Viertaktprinzip des Dieselmotors

Der Dieselmotor verrichtet seine Arbeit nach dem Viertaktprinzip. Alle Takte zusammen laufen in 2 Kurbelwellenumdrehungen mit einem Winkel von 720° ab.

1. Takt – Ansaugen
2. Takt – Verdichten
3. Takt – Arbeiten
4. Takt – Ausstoßen

Viertaktprinzip Dieselmotor

1. Takt: Zu Anfang des 1. Taktes steht der Kolben am Punkt OT (oberer Totpunkt), das Eingangsventil (EV) ist offen und das Ausgangsventil (AV) geschlossen. Wenn der Kolben im Zylinder abwärts geht, entsteht durch die Raumvergrößerung eine Druckdifferenz (Unterdruck). So kann durch das offene Ventil Luft in den Zylinder angesaugt werden.

 

2. Takt: Der 2. Takt erfolgt bei geschlossenem Ventil. Beim Aufwärtsgehen des Kolbens zum oberen Totpunkt wird die Luft verdichtet. Durch die Kompression wird die Luft auf ca. 700-900° C erwärmt und es entsteht ein hoher Druck im Brennraum.

 

3. Takt: Am Ende der Verdichtung wird der Dieselkraftstoff durch die Einspritzdüse unter sehr hohem Druck in den Brennraum gespritzt. Es folgt die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches, wodurch der Kolben nach unten gedrückt wird.

 

4. Takt: Im 4. Takt öffnet das Auslassventil, sodass die Abgase entweichen können. Beim Aufwärtsgehen des Kolbens werden die restlichen Abgase aus dem Zylinder herausgedrückt. Nach oder vor dem oberen Totpunkt wird das Auslassventil geschlossen.
 

Wirkungsgrad Dieselmotor

Die Wirkungsgrade von modernen Dieselmotoren mit Direkteinspritzung und Turboaufladung liegen meist über 40%. Dies hängt mit der qualitativen Gemischregulierung zusammen.
 

Thermodynamik: Dieselprozess (Gleichdruckverfahren)

Der Dieselprozess stellt den thermodynamischen Prozess eines idealen Dieselmotors dar. Der Prozess eines realen Dieselmotors wird mithilfe des Seiliger-Prozesses dargestellt.
 
Zustandsänderungen:

  • 1-2: isentrope Kompression
  • 2-3: isobare Wärmezufuhr (Verbrennung)
  • 3-4: isentrope Expansion
  • 4-1: isochore Wärmeabgabe
  •  

    Abgase und Schadstoffe:

    Durch die Verbrennung des Kraftstoffes entstehen Abgase, die vom Motor emittiert werden.
     
    Abgaszusammensetzung:
    - Stickoxide
    - Kohlendioxid
    - Kohlenmonoxid
    - Kohlenwasserstoffe
    - Partikel (Feinstaub, Ruß)
     
    Abgasnorm nach Euro 6: (ab 1. September 2014)
    Kohlenmonoxid: 0,5g/km
    Stickoxide: 0,08g/km
    Kohlenwasserstoffe + Stickoxide: 0,17g/km
    Partikel: 0,005

     

    Videos

    Dokumentation zum Dieselmotor

    Videoquelle: GeschichteChannel
     
    Funktionsweise Dieselmotor

    Videoquelle: Youtube-Kanal: Thomas Schwenke, , Thomas Schwenke
     

    Quellen: Wikipedia – Dieselmotor, Wikipedia – Abgasnorm

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