Grundlagen des Dieselmotors
Der Dieselmotor ist ein Selbstzündungsmotor mit innerer Gemischbildung. Die für die Verbrennung benötigte Luft wird im Brennraum hoch verdichtet. Dabei entstehen hohe Temperaturen, bei denen sich der eingespritzte Dieselkraftstoff selbst entzündet. Die im
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Grundlagen des Dieselmotors Der Dieselmotor ist ein Selbstzündungsmotor mit innerer Gemischbildung. Die für die Verbrennung benötigte Luft wird im Brennraum hoch verdichtet. Dabei entstehen hohe Temperaturen, bei denen sich der eingespritzte Dieselkraftstoff selbst entzündet. Die im Dieselkraftstoff enthaltene chemische Energie wird vom Dieselmotor über Wärme in mechanische Arbeit umgesetzt.
den Ansaugtrakt des Motors zurückgeleitet (Abgasrückführung). Um noch niedrigere NOX-Emissionen zu erhalten, kann das zurückgeführte Abgas gekühlt werden.
Der Dieselmotor ist die Verbrennungskraftmaschine mit dem höchsten effektiven Wirkungsgrad (bei großen langsam laufenden Motoren mehr als 50 %). Der damit verbundene niedrige Kraftstoffverbrauch, die vergleichsweise schadstoffarmen Abgase und das vor allem durch Voreinspritzung verminderte Geräusch verhalfen dem Dieselmotor zu großer Verbreitung.
Arbeitsweise
Der Dieselmotor eignet sich besonders für die Aufladung. Sie erhöht nicht nur die Leistungsausbeute und verbessert den Wirkungsgrad, sondern vermindert zudem die Schadstoffe im Abgas und das Verbrennungsgeräusch.
Die Pleuelstange (11) setzt diese Hubbewegungen der Kolben in eine Rotationsbewegung der Kurbelwelle (14) um. Eine Schwungmasse (15) an der Kurbelwelle hält die Bewegung aufrecht und vermindert die Drehungleichförmigkeit, die durch die Verbrennungen in den einzelnen Kolben entsteht. Die Kurbelwellendrehzahl wird auch Motordrehzahl genannt.
Dieselmotoren können sowohl nach dem Zweitakt- als auch nach dem Viertakt-Prinzip arbeiten. Im Kraftfahrzeug kommen hauptsächlich Viertakt-Motoren zum Einsatz.
Ein Dieselmotor enthält einen oder mehrere Zylinder. Angetrieben durch die Verbrennung des Luft-Kraftstoff-Gemischs führt ein Kolben (Bild 1, Pos. 3) je Zylinder (5) eine periodische Auf- und Abwärtsbewegung aus. Dieses Funktionsprinzip gab dem Motor den Namen „Hubkolbenmotor“.
Zur Reduzierung der NOX-Emission bei Pkw und Nkw wird ein Teil des Abgases in
Bild 1 11 Nockenwelle 12 Ventile 13 Kolben 14 Einspritzsystem 15 Zylinder 16 Abgasrückführung 17 Ansaugrohr 18 Lader (hier Abgasturbolader) 19 Abgasrohr 10 Kühlsystem 11 Pleuelstange 12 Schmiersystem 13 Motorblock 14 Kurbelwelle 15 Schwungmasse
Vierzylinder-Dieselmotor ohne Hilfsaggregate (Schema)
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1 2
8 3 6
43 10 11
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14 12
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1
© Springer Fachmedien Wiesbaden 2015 K. Reif (Hrsg.), Abgastechnik für Verbrennungsmotoren, Bosch Fachinformation Automobil, DOI 10.1007/978-3-658-09522-2_1
Grundlagen des Dieselmotors
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Arbeitsweise
Bild 2 a Ansaugtakt b Verdichtungstakt c Arbeitstakt d Ausstoßtakt
Arbeitsspiel eines Viertakt-Dieselmotors
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b
1
c
d
10
2 OT
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Vc
s
4
Vh
3 d
UT 6
α M
Viertakt-Verfahren Beim Viertakt-Dieselmotor (Bild 2) steuern Gaswechselventile den Gaswechsel von Frischluft und Abgas. Sie öffnen oder schließen die Ein- und Auslasskanäle zu den Zylindern. Je Ein- bzw. Auslasskanal können ein oder zwei Ventile eingebaut sein.
1. Takt: Ansaugtakt (a) Ausgehend vom oberen Totpunkt (OT) bewegt sich der Kolb
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