Aufbau & Merkmale des Dieselmotors

Viele von uns haben schon einmal einen Dieselmotor benutzt. Schließlich ist es der Dieselmotor, der einen großen Teil unserer Autos antreibt. Der vergleichsweise hohe Wirkungsgrad und ein geringer Kraftstoffverbrauch machen ihn zu einer guten Alternative zum Ottomotor. Insbesondere für lange Strecken und schwere Fahrzeuge ist der Dieselmotor beliebt. Aus diesem Grund werden fast alle Lkw von einem Dieselmotor angetrieben.

Doch was macht einen Dieselmotor aus? Aus welchen Bauteilen besteht der Dieselmotor und wie müssen diese zusammenspielen, um die Funktion des Motors zu gewährleisten?

simpleclub erklärt dir, was den Dieselmotor ausmacht und zeigt dir dessen Aufbau!

Aufbau & Merkmale des Dieselmotors einfach erklärt

Der Dieselmotor ist ein Verbrennungsmotor in Form eines Hubkolbenmotors, in dem der Kraftstoff Diesel gezielt verbrannt wird, um mechanische Arbeit zu verrichten.

Um die chemische Energie des Kraftstoffs nutzen zu können und so ein Kraftfahrzeug anzutreiben werden im Dieselmotor eine Reihe von wichtigen Bauteilen verwendet.

Du kannst dir sicher vorstellen, dass sich einzelne Dieselmotoren in ihrer Bauweise voneinander unterscheiden. Dennoch können die wesentlichen Bauteile des Dieselmotors vier Baugruppen zugeordnet werden. Außerdem werden zusätzliche Hilfseinrichtungen eingesetzt, um einen zuverlässigen Betrieb des Motors zu gewährleisten.

Der ersten Baugruppe Motorgehäuse werden die Gehäuse oder Gehäusekomponenten des Dieselmotors zugeordnet. Dazu gehören neben den Zylindern der Zylinderkopfdeckel, der Zylinderkopf und das Kurbelgehäuse. Häufig sind die Zylinder im Kurbelgehäuse untergebracht, alternativ ist aber auch eine spezifische Bezeichnung als Zylinderblock möglich.

Der Kurbeltrieb stellt die zweite Baugruppe eines Dieselmotors dar. Dazu gehören Bauteile wie der Kolben, die Pleuelstange und die Kurbelwelle. Dabei handelt es sich um die zentralen Bauteile für die Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Arbeit sowie für die Überführung zwischen linearer und kreisförmiger Bewegung.

Die dritte Baugruppe Motorsteuerung umfasst Bauteile die an der Steuerung des Motors bzw. an der Ventilsteuerung beteiligt sind, also dafür sorgen, dass sich die Ventile im Motor zum richtigen Zeitpunkt öffnen. Wichtige Bauteile dieser Baugruppe sind die Nockenwellen, die für das Öffnen der Ventile verantwortlich sind, die Ventile selbst, über die dem Motor Luft zugeführt oder Abgase abgeführt werden und die Steuerkette (oder Zahnriemen), welche die Umdrehungen der Kurbelwelle auf die Nockenwellen überträgt und diese dadurch antreibt.

Der letzten Baugruppe Gemischbildungsanlage werden die Bauteile zugeordnet, welche an der Bildung des Kraftstoff-Luft-Gemisches im Zylinder beteiligt sind. Dazu gehören zum einen das Ansaugmodul und zum anderen die Kraftstoffanlage mit Einspritzausrüstung. Zu letzterer gehören auch eine Kraftstoffförderpumpe, Kraftstofffilter und eine Hochdruckeinspritzanlage. Die Bildung des Gemisches im Dieselmotor erfolgt dabei als innere Gemischbildung. Das heißt, der Kraftstoff wird als Direkteinspritzung in die schon verdichtete Luft im Zylinder über einen Einspritzinjektor (auch Einspritzdüse oder Dieselinjektor) eingespritzt.

Wie du dir vorstellen kannst besteht im Zylinder beim Verdichten der Luft ein sehr hoher Druck. Um diesen beim Einspritzen des fein zerstäubten Kraftstoffs zu überwinden wird ein entsprechend hoher Druck benötigt. Ein wichtiges Merkmal des Dieselmotors ist daher die Hochdruckeinspritzanlage.

Neben den Baugruppen werden für den optimalen Betrieb des Dieselmotors zusätzliche Hilfseinrichtungen benötigt. Dazu gehören beispielsweise ein Aufladesystem wie einen Abgasturbolader, Kühl- und Schmiersysteme sowie eine Kaltstarteinrichtung. Eine Kaltstarteinrichtung, meist eine Vorglühanlage heizt den Brennraum im Zylinder bei einem kalten Motor vor. Das gewährleistet, dass bei der Verdichtung die nötigen Temperaturen für die Selbstzündung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erreicht wird.

Aufgrund der zum Ottomotor unterschiedlichen Abgasbeschaffenheit bei Dieselmotoren unterscheiden sich auch die jeweiligen Abgasreinigungssysteme.

Aufbau & Merkmale des Dieselmotors Definition

Aufbau & Merkmale des Dieselmotors Baugruppen und Bauteile

Der Dieselmotor ist wie der Ottomotor eine Wärmekraftmaschine, genauer ein Verbrennungsmotor in Form eines Hubkolbenmotors, in dem durch die Verbrennung eines Kraftstoffes dessen chemische Energie über Wärmeenergie in mechanische Arbeit umgewandelt wird.

Der Aufbau des Dieselmotors spielt damit eine wichtige Rolle, da an der Umwandlung eine Vielzahl von Bauteilen beteiligt sind. Die verschiedenen Bauteile werden in Abhängigkeit ihrer Hauptaufgaben in vier Baugruppen aufgeteilt. Die Baugruppen heißten Motorgehäuse, Kurbeltrieb, Motorsteuerung und Gemischbildungsanlage. Bei Dieselmotoren wird der Kraftstoff direkt in den Zylinder eingespritzt und die Luftzufuhr erfolgt ungedrosselt. Die Kraftstoffzufuhr spielt bei Dieselmotoren damit eine übergeordnete Rolle und für die Luftzufuhr werden weniger komplexe Bauteile benötigt. Die vierte Baugruppe des Dieselmotors wird daher auch als Kraftstoffanlage mit Einspritzausrüstung bezeichnet.

Hinweis: Bezeichnungen wie unten und oben beziehen sich immer auf die Richtung, in die sich der Kolben bewegt. Oben meint folglich die Richtung, in die sich der Kolben beim Verdichten der Luft bewegt und unten entsprechend umgekehrt. Die Beschreibungen gelten also sowohl für Reihenmotoren mit vertikal verbauten Zylindern als auch für liegend oder schräg verbaute Zylinder. Die Position der beschriebenen Bauteile verschiebt sich entsprechend mit der Zylinderausrichtung.

Motorgehäuse

Das Motorgehäuse besteht aus den Gehäusen oder Gehäuseteilen des Motors. Dieser Baugruppe werden die Bauteile Zylinderkopfhaube, Zylinderkopf, Zylinder, Kurbelgehäuse und die Ölwanne zugeordnet.

Die Hauptaufgaben des Motorgehäuses liegen in der räumlichen Trennung und dem Schutz innenliegender Bauteile und darin, Lagerungsmöglichkeiten bzw. Befestigungsmöglichkeiten für weitere Bauteile zu bieten.

Zylinderkopfhaube

• Die Zylinderkopfhaube bildet den oberen Abschluss des Motorgehäuses.

• Sie wird in der Regel zusammen mit einer Dichtung auf dem Zylidnerkopf angeschraubt.

• Weitere Bezeichnungen für die Zylinderkopfhaube sind Zylinderkopfdeckel und Ventildeckel.

Zylinderkopf

• Der Zylinderkopf stellt den oberen Abschluss des Zylinders bzw. des Kurbelgehäuses dar, in dem die Zylinder untergebracht sind.

• Im Zylinderkopf befinden sich Einlass- sowie Auslasskanäle für die Zuführung von Luft in den Zylinder bzw. Abführung von Abgasen aus dem Zylinder.

• Es werden im Zylinderkopf weitere Bauteile wie Einlassventil, Auslassventil, Dieselinjektor und der Rollenschwinghebel (alternativ auch Schlepphebel oder Kipphebel) befestigt bzw. gelagert.

• Bei Bauweisen mit oben liegender Nockenwelle werden auch die Einlassnockenwelle und die Auslassnockenwelle im Zylinderkopf untergebracht.

Zylinder

• Der Zylinder definiert den Brennraum und wird oben vom Zylinderkopf und vom Kurbelgehäuse umschlossen.

• Im Zylinder findet die Verdichtung und die Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches statt.

• Im Zylinder wird der Kolben linear in seiner Hubbewegung geführt.

• Der Kolben definiert und begrenzt zusammen mit den Zylinderwänden einen, je nach Stellung des Kolbens, variablen Raum.

Kurbelgehäuse

• Das Kurbelgehäuse umschließt den Kurbeltrieb und den Zylinder.

• In der Regel wird es als Gussteil gefertigt.

• Die Hauptaufgabe des Kurbelwellengehäuses besteht neben dem Schutz des Kurbeltriebs in der Lagerung der Kurbelwelle und Aufnahme von kleineren Bauteilen.

• Neben der Kurbelwelle werden bei unten liegender Nockenwelle auch die Ein- und Auslassnockenwelle im Kurbelgehäuse gelagert.

• Den unteren Abschluss des Kurbelgehäuses bildet eine Ölwanne. Das Kurbelgehäuse hilft, das Öl an die zu schmierenden bzw. zu kühlenden Stellen zu transportieren und dieses anschließend zurück in die Ölwanne zu leiten.

Ölwanne

• Die Ölwanne bildet den unteren Abschluss des Kurbelgehäuses und damit auch des Motorgehäuses.

• Sie dient als Ölreservoir, beinhaltet also das für die Schmierung und Kühlung des Motors benötigte Motoröl.

• In der Ölwanne wird das Motoröl nicht nur gelagert. In ihr kann sich das Öl abkühlen und entschäumen.

Hinweis: Schaumbildung des Öls, also ein Lufteintrag, bspw. durch Eintauchen beweglicher Teile, gilt es möglichst gering zu halten. Das Aufschäumen des Öls verschlechtert das Schmierverhalten des Öls. Das Entschäumen des Öls zu ermöglichen ist also sehr wichtig, um eine ausreichende Schmierung des Motors zu gewährleisten.

• Die Geometrie der Ölwanne beinhaltet meist Kühlrippen, die das Abkühlen des Motoröls optimieren.

• In der Ölwanne befindet sich in der Regel eine Ölablassschraube, über die für einen Ölwechsel das alte Öl abgelassen werden kann.

• Besonders wichtig ist, dass die Ölwanne mit ausreichend Öl befüllt wird und dicht bleibt. Dadurch wird sichergestellt, dass am Motor keine Schäden durch eine mangelhafte Schmierung aufkommen und keine Umweltschäden durch ausgetretenes Öl verursacht werden.

Kurbeltrieb

Der Kurbeltrieb beinhaltet die zentralen Bauteile für die Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Arbeit.

Zu dieser Baugruppe gehören der Kolben mitsamt Kolbenbolzen, die Pleuelstange, die Kurbelwelle und ein Aufnahmeflansch für ein Schwungrad, bzw. das Schwungrad selbst.

Die zunächst verrichtete mechanische Arbeit ist eine Hubbewegung des Kolbens. Der Kurbeltrieb hat ebenfalls zur Aufgabe diese Hubbewegung in eine Drehbewegung zu überführen. Diese resultierende Drehbewegung der Kurbelwelle kann dann über den Antriebsstrang an die Räder weitergegeben werden, um beispielsweise einen Pkw anzutreiben.

Kolben

• Der Kolben läuft im Zylinder abwechselnd auf und ab. In der Aufwärtsbewegung verdichtet er Luft oder stößt Abgase aus dem Zylinder. In der Abwärtsbewegung saugt er Luft an, oder überträgt die bei der Verbrennung frei werdenden Kräfte auf die Kurbelwelle.

• Die Hauptaufgabe des Kolbens besteht darin, die bei der Verbrennung freigesetzte Energie in mechanische Arbeit umzuwandeln.

• Der Kolben ist über den Kolbenbolzen mit der Pleuelstange verbunden. Die auf den Kolben wirkenden Kräfte werden über die Pleuelstange als Drehmoment auf die Kurbelwelle übertragen.

Pleuelstange

• Die Pleuelstange ist das Verbindungsglied zwischen Kolben und Kurbelwelle.

• Sie überträgt die Kolbenkräfte auf die Kurbelwelle oder das Drehmoment der Kurbelwelle als Kraft auf den Kolben.

• Gleichzeitig überführt sie die lineare Hubbewegung des Kolbens in die kreisförmige Drehbewegung des Kolbens oder umgekehrt.

• Sie wird über den Kolbenbolzen so mit dem Kolben verbunden, dass die Pleuelstange sich um den Kolbenbolzen drehen kann.

• Die Verbindung mit der Kurbelwelle ist exzentrisch zu ihrer Drehachse, um die Umwandlung der Bewegungen zu ermöglichen.

Kurbelwelle

• Die Kurbelwelle nimmt die von der Pleuelstange übertragenen Kolbenkräfte als Drehmoment auf.

• Dadurch wird die Kurbelwelle von der bei der Verbrennung freigesetzte Energie angetrieben.

• Umgekehrt treibt die Kurbelwelle durch ihre fortwährende Drehung den Kolben an. Dies ermöglicht das Durchlaufen der Takte des Arbeitsspiels des Viertakt-Dieselmotors, in denen der Kolben gehoben bzw. gesenkt werden muss, ohne dass eine Verbrennung stattfindet.

• Die Anzahl an Umdrehungen um sich selbst, welche die Kurbelwelle in einer Minute durchläuft, kennst du als Motordrehzahl.

Aufnahmeflansch Schwungrad

• Über den Aufnahmeflansch wird die Kurbelwelle mit einem Schwungrad verbunden.

• Durch das stoßweise antreiben der Kurbelwelle durch den Kolben dreht diese ungleichmäßig. Sie wird immer wieder beschleunigt bzw. abgebremst. Das Schwungrad hilft, diese ungleichförmgie Drehbewegung zu minimieren.

• Das Schwungrad reduziert unerwünschte Schwingungen und gewährleistet eine gleichförmige Drehbewegung.

• Durch ihre Masseträgheit hilft das Schwungrad Leertakte also zu überwinden. Leertakte sind Kolbenhübe, vor denen keine Verbrennung stattfindet.

• Das Schwungrad bildet meist eine Einheit mit der Kupplung und wird zusammen mit dieser über den Aufnahmeflansch mit der Kurbelwelle verbunden.

Motorsteuerung

Der Baugruppe Motorsteuerung werden die Bauteile zugeordnet, die an der Steuerung der Abläufe des Motors und an der Ventilsteuerung beteiligt sind.

Zu dieser Baugruppe gehören alle Ventile mitsamt Ventilfedern, die Rollenschwinghebel (alternativ auch Schwenkhebel, Kipphebel oder Schlepphebel), die Nockenwellen, Nockenwellenversteller und entweder eine Steuerkette oder einen Zahnriemen.

Einlassventil und Auslassventil

• Das Einlassventil öffnet und schließt luftdicht die Verbindung zwischen Zylinder und Ansaugkanal. Durch das Öffnen und Schließen zum richtigen Zeitpunkt erlaubt es das kontrollierte Ansaugen von Luft.

• Das Auslassventil, dichtet den Auslasskanal ab. Durch das Öffnen und Schließen des Ventils können die Abgase nach der Verbrennung kontrolliert aus dem Zylinder geführt werden.

• Die Ventile werden über die jeweilige Nockenwelle zum richtigen Zeitpunkt geöffnet.

Nockenwellen

• Die Nockenwellen sind Wellen, an denen sogenannte Nocken angebracht sind.

• Indem diese Nocken auf beispielsweise den Rollenschwinghebel eines Ventils drücken, kann das jeweilige Ventil geöffnet werden.

• Die Einlassnockenwelle ist für das Öffnen des Einlassventils zuständig und die Auslassnockenwelle für das Öffnen des Auslassventils.

• Die Ventilfedern sorgen anschließend dafür, dass sich die Ventile wieder schließen.

• Die Nockenwellen werden mit einer Übersetzung von 2:1 von der Kurbelwelle angetrieben. Als Verbindungsglied zwischen den beiden Wellen wird entweder eine Steuerkette oder ein Zahnriemen verwendet.

• Durch das Übersetzungsverhältnis drehen die Nockenwellen sich mit der halben Kurbelwellengeschwindigkeit.

Nockenversteller

• Ein Nockenversteller erlaubt das Verschieben der sonst festen Öffnungs- bzw. Schließzeiten der Ventile.

• Die Öffnungs- und Schließzeiten sind ohne Nockenversteller nicht variabel und wegen des festen Übersetzungsverhältnisses allein von der Kurbelwellendrehzahl abhängig.

• Um die Öffnungs- und Schlließzeiten variabel und lastabhängig zu steuern verstellt ein Nockenversteller beispielsweise den Ventilhub. Der Ventilhub ist der Weg, den das Ventil beim Öffnen bzw. Schließen durchläuft.

• Dadurch kann die Dauer der Ventilüberschneidungen angepasst werden.

• Eine solche, variable Steuerung erlaubt eine Effizienzsteigerung des Motors, beispielsweise durch eine verlängerte Ventilüberschneidung bei hohen Drehzahlen.

Hinweis: Ventilüberschneidung ist eine Zeitspanne, in der zwischen dem Ausstoßen der Abgase und dem Ansaugen frischer Luft das Einlassventil und das Auslassventil gleichzeitg geöffnet sind.

Gemischbildungsanlage

Wie der Name verrät, umfasst die Gemischbildungsanlage die Bauteile die an der Bildung des Kraftstoff-Luft-Gemisches beteiligt sind. Also die Bauteile die entweder die Luftzufuhr oder die Kraftstoffzufuhr beeinflussen.

Da die Luftzufuhr beim Dieselmotor ungedrosstelt, also ohne Drosselklappe erfolgt, ist hier nur das Ansaugmodul relevant, durch dessen Ansaugkanal die Luft in den Zylinder geführt wird. Unabhängig von der Last ist die Luftzufuhr beim Dieselmotor immer maximal. Die Regulation der Leistungsabgabe erfolgt hier, anders als beim Ottomotor, nur über die eingespritzte Kraftstoffmenge. Diese Art der Steuerung wird Qualitätsregelung genannt.

DIe Kraftstoffseite der Gemischbildung nimmt beim Dieselmotor also eine übergeordnete Rolle ein. Aus diesem Grund wird die Baugruppe häufig auch als Kraftstoffanlage mit Einspritzausrüstung bezeichnet.

Dazu gehören eine Kraftstoffförderpumpe, ein Kraftstofffilter und aufgrund des hohen Drucks im Zylinder eines Dieselmotors, eine Hochdruckeinspritzanlage mit Einspritzinjektoren.

Ansaugmodul

• Das Ansaugmodul beinhaltet einen Ansaugkanal, über den Luft in den Zylinder geleitet wird.

• Häufig werden hier auch ein Ansauglufttemperatursensor und Kühlmitteltemperatursensor untergebracht, um die Temperatur der angesaugten Luft bzw. des Kühlmittels zu überwachen. Anhand dieser Daten kann gegebenenfalls die Motorsteuerung angepasst werden.

• Die Bildung des Kraftstoff-Luft-Gemisches erfolgt im Dieselmotor als Qualitätsregelung. Die Luftzufuhr ist dabei im Gegensatz zum Ottomotor ungedrosselt und erfordert keine Bauteile, die diese begrenzen.

Kraftstoffanlage mit Einspritzausrüstung

Die Kraftstoffanlage eines Dieselmotors besteht in der Regel aus einer Reihe von Bauteilen, welche den Kraftstoff aus dem Tank zu den Einspritzinjektoren (auch Einspritzdüse) leiten und diese unter hohem Druck fein zerstäubt in die verdichtete Luft im Zylinder einspritzen.

• Eine Kraftstoffförderpumpe fördert den Dieselkraftstoff zu einer Hochdruckeinspritzanlage.

• Dabei wird der Kraftstoff durch einen Kraftstofffilter von unerwünschten Partikeln befreit.

Die Hochdruckeinspritzanlage wird entweder als Common-Rail-System oder als Pumpe-Düse-System realisiert.

• In einem Common-Rail-System sind die Injektoren jedes Zylinders über eine einzige Dieselleitung verbunden. In dieser Leitung wir über eine Pumpe der hohe Einspritzdruck aufrecht erhalten.

• In einem Pumpe-Düse-System sitzt an jedem Zylinder eine Pumpe. Der für die Einspritzung nötige Druck wird für jeden Zylinder einzeln aufgebaut.

Zusätzliche Hilfseinrichtungen

Im Dieselmotor werden zusätzliche Hilfseinrichtungen eingesetzt, um die Effizienz des Motors zu steigern. Zudem werden die Abgase nachbehandelt, (gereinigt) um einen ordnungsgemäßen Betrieb zu gewährleisten.

Abgasreinigungssystem

Der Dieselmotor stößt im Vergleich zum Ottomotor mehr Stickoxide und Feinstaubpartikel aus. Aufgrund der unterschiedlichen Abgasbeschaffenheit unterscheidet sich der Dieselmotor vom Ottomotor, insbesondere bei den Aggregaten zur Abgasreinigung. Insbesondere um den Ausstoß von Stickoxiden und Dieselpartikeln zu minimieren werden Stickoxid-Katalysatoren sowie Dieselpartikelfilter eingesetzt.

Zusätzlich wird eine Abgasrückführung umgesetzt. Das Rückführen von Abgasen in den Verbrennungskreislauf reduziert die Emission von Stickoxiden.

Die abgeführten Abgase werden über eine bzw. mehrere Lambdasonden überwacht. Die Lambdasonde misst den Restsauerstoffgehalt der Abgase.

Während im Ottomotor anhand der Messwerte der Lambdasonde die Luft- bzw. Kraftstoffmenge angepasst wird, erfolgt eine solche Lambdaregelung beim Dieselmotor nicht.

Im Dieselmotor hat die Lambdasonde keinen direkten Einfluss auf die Gemischbildung, da im Dieselmotor nur die zugeführte Kraftstoffmenge, aber nicht die Luftmenge variabel ist. Im Dieselmotor beeinflussen die Messergebnisse aber die Abgasrückführrate.

Glühsystem

Für die Selbstzündung des Dieselkraftstoffs müssen bei der Verdichtung ausreichend hohe Temperaturen erreicht werden. Bei einem Kaltstart oder geringen Außentemperaturen kann die Selbstzündungstemperatur beim Motorstart unter Umständen nicht erreicht werden. Auch kann es insbesondere bei geringen Temperaturen zu einer unvollständigen Verbrennung des Gemisches kommen. Dies führt zu einem erhöhten Ausstoß von Rußpartikeln.

Um die nötigen Temperaturen auch bei einem Kaltstart schnell zu erreichen werden Dieselmotoren meist mit einem Glühsystem ausgestattet.

Durch elektrisch betriebene Glühkerzen, die in den Zylinder ragen, kann der Brennraum vorgeheizt werden. Die Glühkerzen werden von der Autobatterie mit der nötigen Energie versorgt, um das Heizelement zum Glühen zu bringen.

Dieses vorglühen gewährleistet einen zuverlässigen Motorstart und ordnungsgemäßen Betrieb des Dieselmotors.

Abgasturbolader

Um die Effizienz eines Dieselmotors zu steigern werden beispielsweise Abgasturbolader eingesetzt. Diese nutzen die Energie der aus dem Zylinder strömenden Abgase um die Luft, welche anschließend dem Zylinder zugeführt wird, vorzuverdichten. Dadurch wird dem Zylinder eine größere Menge Sauerstoff zugeführt, welcher die Verbrennung begünstigt.

Eine solche Aufladung kann die Leistung und Effizienz eines Verbrennungsmotors erhöhen und erlaubt kleinere Motoren bei gleichbleibender Leistung. Gleichzeitig steigt aber die Belastung der Bauteile im Motor und es werden leistungsstärkere Kühlsysteme notwendig.

• Im Turbolader wird auf der einen Seite eine Abgasturbine durch die vorbeiströmenden Abgase angetrieben.

• Die Turbine treibt das Verdichterrad auf der anderen Seite an.

• Das Verdichterrad verdichtet die Luft, welche den Zylindern im Anschluss zugeführt wird.

Aufbau & Merkmale des Dieselmotors Zylinderanordnung

Ein Dieselmotor hat im Regelfall mehr als einen Zylinder. DIe Anordnung der jeweiligen Zylinder im Motor spielen dabei eine wichtige Rolle. Unterschiedliche Anordnungnen bringen verschiedene Vor- bzw. Nachteile mit sich.

Die häufigsten Zylinderanordnungen beim Dieselmotor sind Reihenmotoren und V-Motoren.

Reihenmotor

Die Zylinder werden im Reihenmotor in einer Reihe hintereinander angeordnet. Diese einfache Bauweise kann kostengünstig produziert werden. Durch die Anordnung der Zylinder in einer Reihe ist der Bauraumbedarf in der Breite sehr gering, in der Länge hingegen eher hoch. Aus diesem Grund wird diese Bauweise eher bei geringer Zylinderanzahl angewandt.

V-Motor

Bei V-Motoren werden die Zylinder in zwei Reihen angeordnet. Diese Reihen heißen Zylinderbänke und stehen in einem spezifischen Winkel zueinander. Dieser Winkel wird Bankwinkel genannt.

Durch diese Anordnung können die Pleuel zweier gegenüberliegenden Kolben an einem einzigen Kurbelwellenzapfen gelagert werden.

Dadurch kann die Anzahl der benötigten Kurbelwellenzapfen und damit auch die Länge der Kurbelwelle reduziert werden. Dies ermöglicht eine geringe Baulänge des Motors.

Das Kurbelgehäuse wird durch diese Anordnung jedoch komplexer im Vergleich zum Reihenmotor. Aufgrund der zwei Zylinderbänke werden auch der Zylinderkopf und die Zylinderkopfhaube in doppelter Ausführung benötigt.

Motoren mit vielen Zylindern, beispielsweise Sechs-, Acht- und Zwölfzylindermotoren, werden aufgrund der reduzierten Motorlänge häufig als V-Motor realisiert.

Aufbau & Merkmale des Dieselmotors Anwendung

Der Dieselmotor kommt in einer Vielzahl von Anwendungen und Kraftfahrzeugen zum Einsatz. Sowohl in Personenkraftwagen (Pkw) und in Nutzkraftwagen (Nkw) als auch in Bau- und Landmaschinen, Lokomotiven und Schiffen werden Dieselmotoren verwendet.

• In Pkw und leichten Nkw werden schnell laufende Dieselmotoren mit Drehzahlen von etwa 5500 Umdrehung in der Minute eingesetzt.

• In schweren Nkw werden langsam laufende Dieselmotoren mit Drehzahlen bis etwa 3500 Umdrehungen in der Minute verwendet.

• Bei der Auslegung von Dieselmotoren für Land- und Baumaschinen wird besonders hoher Wert auf Robustheit, Zuverlässigkeit und Servicefreundlichkeit gelegt.

• Bei Lokomotiven und großen Schiffen werden Dieselmotoren vor allem mit einem Augenmerk auf die Langlebigkeit im Dauerbetrieb eingesetzt.

• Pkw mit Dieselmotor eignen sich besonders gut für Viel- und Langstreckenfahrer aufgrund des geringeren Verbrauchs und einer vergleichsweise langen Lebensdauer.

• Für Kurzstrecken eignen sich Dieselmotoren weniger gut als Ottomotoren, da erstere länger brauchen, um die Betriebstemperatur zu erreichen. Bis dahin funktionieren die Systeme zur Abgasreinigung nur eingeschränkt.

Aufbau & Merkmale des Dieselmotors Zusammenfassung

Die wichtigsten Bauteile eines Dieselmotors lassen sich den vier Baugruppen Motorgehäuse, Kurbeltrieb, Motorsteuerung und Gemischbildungsanlage zuordnen. Zusätzlich werden verschiedene Hilfseinrichtungen eingesetzt.

• Zum Motorgehäuse gehören alle Gehäuseteile wie der Zylinderkopfdeckel und das Kurbelgehäuse, aber auch der Zylinder.

• Der Kurbeltrieb wandelt die Wärmeenergie in mechanische Arbeit um und besteht aus Kolben, Kolbenbolzen, Pleuelstange und Kurbelwelle.

• Die Baugruppe Motorsteuerung umfasst die Bauteile, die an der Steuerung der Ventile und Abläufe im Motor beteiligt sind. Dazu gehören beispielsweise die Nockenwellen, Nockenwellenversteller und die Ventile.

• Beispiele für zusätzliche Hilfseinrichtungen sind das Glühsystem, das Abgasreinigungssystem und ein Abgasturbolader.

• Die zusätzlichen Hilfseinrichtungen gewährleisten den ordnungsgemäßen Betrieb des Dieselmotors oder steigern dessen Effizienz.

Dieselmotoren haben meist mehrere Zylinder. Die Anordnung dieser Zylinder kann unterschiedlich umgesetzt werden. Häufig werden Reihenmotoren und V-Motoren eingesetzt.

• Bei Reihenmotoren werden die Zylinder hintereinander angeordnet und mit der Kurbelwelle verbunden. Diese einfache Bauweise ist kostengünstig, bringt aber einen hohen Bauraumbedarf in der Länge mit sich.

• Bei V-Motoren werden die Zylinder auf zwei Zylinderbänke aufgeteilt. Die Zylinderbänke stehen in einem spezifischen Bankwinkel zueinander. Dadurch können immer zwei gegenüberliegende Kolben über ihre Pleuelstangen mit einem einzigen Kurbelwellenzapfen verbunden werden. Dadurch kann die Baulänge des Motors reduziert werden, aber das Motorgehäuse wird dadurch komplexer.

Obwohl der Aufbau des Ottomotors und des Dieselmotors sehr ähnlich ist, gibt es einige wichtige Merkmale durch die sich der Dieselmotor vom Ottomotor unterscheidet.

• Also Kraftstoff wird Diesel- oder Biodieselkraftstoff verwendet.

• Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird als innere Gemischbildung direkt im Zylinder gebildet, indem der Kraftstoff unter hohem Druck in die verdichtete Luft eingespritzt wird.

• Die Zündung des Krafstoff-Luft-Gemisches erfolgt unmittelbar nach dem Einspritzen als Selbstzündung ohne Zündkerze, da die Verdichtungsendtemperatur über der Selbstzündungstemperatur des Dieselkraftstoffs liegt.

• Die Laststeuerung erfolgt gemäß der Qualitätsregelung über die Regulation der einzuspritzenden Krafstoffmenge, während die zugeführte Luftmenge nahezu gleich bleibt. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch verändert sich also mit dem Betriebszustand.