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Verbrennungsprinzip : Geht dem Diesel die Luft aus?

  • -Aktualisiert am

Ein Vierzylinder „OM651“ für den Mercedes-Benz Sprinter Bild: Daimler

Der Smog über Paris hat den Diesel wieder mal in Verruf gebracht. Dabei geht kein Verbrennungsprinzip besser mit dem Kraftstoff um als der Selbstzünder. Aber der Benzinmotor holt auf.

          Konkurrenz belebt das Geschäft. Wenn die alte Kaufmannsweisheit wahr ist, müsste es dem Dieselmotor prächtig gehen. Denn sein wichtigster Konkurrent, der Ottomotor, hat mächtig aufgeholt. Der Benziner bemüht dazu ebenjene Technologien, die der Audi-Entwickler Richard van Basshuysen, damals enger Vertrauter von Ferdinand Piëch, in den achtziger Jahren für den ersten TDI nutzte und so den Diesel autotauglich machte: Direkteinspritzung und Abgasturboaufladung. Der Vorteil im Kraftstoffverbrauch, der einst rund 25 Prozent betrug, schmilzt sukzessive auf jene 15 Prozent ab, die der Diesel mehr Kohlenstoff enthält. Zählt man nicht den volumetrischen Verbrauch, sondern die CO2-Emission, hängt der moderne Ottomotor dem Diesel bereits am Heck. Um zu überholen, setzt er nun fremde Hilfe ein: Als Hybrid mit Elektromotor und Akku ausgestattet, kann er zusätzliche Kräfte scheinbar CO2-neutral mobilisieren. Ein Vollhybrid ohne externe Lademöglichkeit bietet je nach Auslegung und Testzyklus weitere 15 bis 20 Prozent Verbrauchsvorteil gegenüber dem Basisbenziner.

          Entschieden ist das Rennen allerdings noch lange nicht; das wird es wohl auch nie, dafür gibt es eine ganze Reihe guter technischer und auch wirtschaftlicher Gründe. Beginnen wir mit dem Motor selbst, von dem dessen Erfinder Rudolf Diesel einst sagte: „Mein Motor macht noch immer große Fortschritte.“ Das gilt auch heute, fast 120 Jahre nachdem der erste Dieselmotor auf dem Werksgelände der Maschinenfabrik Augsburg Nürnberg - bekannt als MAN - das Laufen lernte. Das mehr als mannshohe Ungetüm lieferte 1897, als es endlich stabil lief, nur 20 Pferdestärken - allerdings mit einem Wirkungsgrad von immerhin 26 Prozent. Es war für Diesel fortan das Wichtigste, die Leistungsdichte und den Wirkungsgrad zu steigern - so sehen es Dieselentwickler auch heute noch, obwohl sich der Wirkungsgrad (bei Stationärmotoren) verdoppelt und die Leistungsdichte etwa um den Faktor 100 gesteigert hat.

          Gezündet wird im Dieselmotor unter immer höherem Druck

          Für weitere Verbesserungen steht zunächst die Kernkomponente jedes Dieselmotors, das Einspritzsystem, im Vordergrund. Es wird in der Regel von Zulieferern entwickelt, allen voran Bosch. Schon Robert Bosch beriet Rudolf Diesel bei der Entwicklung des ersten Motors. 2012 lieferten seine Erben acht Millionen Common-Rail-Systeme für Dieselmotoren aus. Diese Technik, bei der die Kraftstoffversorgung aller Motorzylinder über einen zentralen, unter hohem Druck stehenden Rohrspeicher („Rail“) erfolgt, hat andere Varianten nahezu vollständig verdrängt. Glaubten Motorkonstrukteure noch vor einem Jahrzehnt, dass Einspritzdrücke von mehr als 2000 bar nur mit Pumpe-Düse-Systemen zu erreichen sind - bei diesen wird der Druck direkt am Zylinder aufgebaut -, sind heute Common-Rail-Systeme mit 2500 bar im Markt. Auch Systeme mit 3000 bar sind keine Fiktion mehr, meint Markus Heyn, der heute das Dieselgeschäft von Bosch verantwortet. „Dieser Druck bleibt jedoch auf Rennsport- und Performance-Fahrzeuge begrenzt.“ Die Frage, ob die Einspritzung über Magnet- oder über Piezoventile gesteuert wird, vor kurzem noch intensiv diskutiert, scheint hingegen nachrangig geworden zu sein.

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