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Neue Triebwerke : Der Diesel-Motor ist längst nicht am Ende

  • -Aktualisiert am

Mehr Katalysatorvolumen als Brennraum: Mercedes-Benz treibt großen Aufwand, damit der neue Vierzylinder-Dieselmotor OM654 sauber bleibt Bild: Überarbeitung F.A.Z.-Grafik heu.

Der Dieselmotor ist in Verruf geraten. Die tatsächlichen Emissionen müssen sinken. Die gute Nachricht: Neue Triebwerke können das. Und noch einiges mehr.

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          Auch in der Motorentechnik gibt es Moden. Als Laufsteg für die kommende Saison dient das Internationale Wiener Motorensymposion, für das sich die Ingenieure der Branche herausputzen. Schon auf der Anfahrt hatte sich dieses Jahr der eine oder andere gefragt, ob heuer nicht alles anders wäre. Nach außen hin wurde die strenge Etikette in der Wiener Hofburg gewahrt, doch in den Vorträgen zeichnete sich ein Paradigmenwechsel in der Motorenentwicklung ab. In den vergangenen Jahren konnte besondere Aufmerksamkeit erlangen, wer besonders kleine Motoren mit hoher spezifischer Leistung vorstellte, optimiert auf geringen Verbrauch im Normzyklus.

          Die immer weitere Verringerung des Hubraums scheint nun endgültig ans Ende gekommen. Denn egal ob Kohlendioxid oder Abgas-Schadstoffe: Die Erkenntnis, dass der gesetzlich vorgeschriebene Zyklus nicht dem realen Fahrverhalten entspricht und man Motoren deshalb nicht nur auf den Zyklus hin optimieren sollte, hat nahezu alle Entwickler erreicht.

          Wie schon bei der Downsizing-Mode setzen auch hier politische Vorgaben den Trend. Denn die Europäische Union drückt bei der Verabschiedung der Richtlinie für die Realemissionen (RDE) mächtig aufs Gas. Theodoros Vlachos vom Joint Research Centre der EU stellte den Fahrplan vor, nach dem weitere Details festgelegt werden sollen. Schon im Herbst wird es einen Entwurf dazu geben, wie die bislang ausgenommenen Partikelemissionen auf der Straße zu messen sind. Demnach wird mittelfristig vermutlich eine Überschreitung der Prüfstandswerte maximal um den Faktor 1,8 erlaubt sein. Bis Jahresende sollen dann auch Vorgaben für zufällige Messungen gebrauchter Fahrzeuge erarbeitet sein.

          Dafür griffen Entwickler zu drei Tricks

          Rückt der vielbeschworene Tod des Diesels damit näher? Definitiv nicht, wie drei neue Motoren von Audi, BMW und Mercedes-Benz zeigen. Der kleinste dieser neuen Stars auf dem Laufsteg ist der Dieselmotor mit der Bezeichnung OM654, der in der Mercedes-Benz E-Klasse startet. Aus 1950 Kubikzentimetern Hubraum holt er 195 PS Leistung und liegt damit weit unter dem technisch grundsätzlich Möglichen, ist dafür jedoch auf geringe Realemissionen getrimmt. Dafür griffen seine Entwickler zu drei Tricks: Erstens verwendet Mercedes-Benz ein neues, dem Lastwagen-Motorenbau abgegucktes Brennverfahren. Der Kolben verfügt über eine Stufe, auf deren Kante der Kraftstoff gespritzt wird. Dadurch teilt sich der Einspritzstrahl und kann sich gleichmäßiger im Brennraum verteilen.

          Zweitens setzt Mercedes-Benz auf eine zweistufige Abgasrückführung. Je nach Betriebszustand wird ein Teil des Abgases vor oder hinter dem Turbolader abgezweigt, gekühlt und in den Brennraum zurückgeführt. Damit kann die Abgasrückführung, die für eine Absenkung der Verbrennungstemperatur sorgt und damit der Stickoxidbildung entgegen wirkt, in nahezu allen Betriebspunkten eingesetzt werden. Und drittens ist der komplette Katalysator direkt an den Motor angebaut, so dass er nach einem Kaltstart schnell seine Betriebstemperatur erreicht. Der für die Stickoxidreinigung verantwortliche SCR-Kat (Abgasreinigung mit Harnstoff, Adblue genannt) ist mit einem Volumen von 2,8 Liter größer als der gesamte Brennraum.

          Für Sauberkeit sorgt ein komplexes Abgasreinigungssystem

          Deutlich mehr Leistung, nämlich 400 PS, holt BMW aus seinem neuen Sechszylinder-Dieselmotor mit 3,0 Liter Hubraum. Markant an diesem Motor ist die Verwendung von vier Turboladern: Je Zylinderbank arbeiten ein kleiner Lader mit geringer Massenträgheit und eine auf großen Durchsatz optimierte Turbomaschine zusammen. Der Einspritzdruck liegt bei 2500 bar und mehr. Für Sauberkeit sorgt ein komplexes Abgasreinigungssystem: Direkt hinter dem Motor fängt ein NOx-Speicherkat schon bei geringer Abgastemperatur die Stickoxide ab. Im Fahrzeug-Unterboden befindet sich zusätzlich ein SCR-Katalysator, der erst bei höheren Temperaturen arbeitet - dafür aber auch weit genug vom Motor entfernt ist, dass er nicht bei schneller Autobahnhatz die Arbeit einstellen muss. Wenig bekannt ist, dass der SCR-Kat auch eine obere Temperaturgrenze von zirka 600 Grad hat, die vor allem bei leistungsstarken Dieselmotoren im realen Autobahnverkehr erreicht werden kann.

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